Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент мелиорации

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение

«РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ»

(ФГБНУ «РосНИИПМ»)

Новочеркасск 2015

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ

ОРОШЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕСТНОГО СТОКА ДЛЯ

ОРОШЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО

НАЗНАЧЕНИЯ

Методические указания по совершенствованию технологий орошения

и повышению эффективности использования местного стока для

орошения земель сельскохозяйственного назначения подготовлены

сотрудниками ФГБНУ «РосНИИПМ»: академиком РАН, доктором

технических наук, профессором В. Н. Щедриным; доктором технических

наук Ю. Ф. Снипичем, кандидатом технических наук Г. А. Сенчуковым;

кандидатом сельскохозяйственных наук В. Д. Гостищевым; кандидатом

технических наук А. С. Капустяном; кандидатом сельско-хозяйственных

наук Л. М. Докучаевой; кандидатом технических наук А. С. Штанько;

кандидатом технических наук А. Л. Кожановым; кандидатом

сельскохозяйственных наук А. А. Кузьмичевым.

Методические указания по совершенствованию технологий орошения

и повышению эффективности использования местного стока для оро-

шения земель сельскохозяйственного назначения одобрены на заседа-

нии секции мелиорации «26» марта 2015 года, утверждены и введены в

действие приказом директора ФГБНУ «РосНИИПМ» № 21 от «29» июня

2015 года.

© ФГБНУ «РосНИИПМ», 2015

3

Содержание

Введение……………………………………………………………. 5

1 Область применения…………………………………………….. 6

2 Термины и определения………………………………………… 6

3 Нормативно-правовая база использования водных объектов

для орошения земель……………………………………………………...

7

4 Оценка целесообразности организации орошения на местном

стоке………………………………………………………………………..

8

5 Инженерные изыскания…………………………………………. 11

6 Технологии орошения…………………………………………… 14

6.1 Способы орошения и поливная техника…………………….. 18

6.2 Периодическое орошение…………………………………….. 25

6.2.1 Условия применения……………………………………........ 26

6.2.2 Модель процесса принятия решений при организации

поливов…………………………………………………………….............

27

6.2.3 Методика расчета дополнительной площади

периодического орошения…………………………..................................

31

6.2.4 Методика расчета размеров емкости аккумулирующего

водоема………………………………………………….............................

33

6.3 Циклическое орошение………………………………………... 34

6.3.1 Условия применения циклического орошения…………….. 35

6.3.2 Мероприятия по фазам циклического орошения…………. 36

6.3.3 Требования к культурам при циклическом орошении.......... 37

6.3.4 Технология циклических поливов…………………….......... 39

7 Основные направления совершенствования технологий

выращивания сельскохозяйственных культур в условиях орошения

на местном стоке…………………………………………………………..

42

7.1 Севообороты……………………………………………………. 42

7.2 Орошение……………………………………………………….. 49

7.3 Агротехнические приемы……………………………………... 50

7.4 Сельскохозяйственное использование лиманов……………... 51

8 Общие требования к проектированию и эксплуатации

объектов на местном стоке……………………………………………….

54

8.1 Водохранилища (пруды)………………………………………. 54

8.2 Оросительная сеть……………………………………………... 58

4

8.2.1 Условия применения мобильных оросительных

комплексов………………………………………………………………...

58

8.2.2 Структура мобильного оросительного комплекса и состав

мобильного оросительного оборудования………………………………

60

8.2.3 Выбор дождевальной техники для использования в

составе мобильного оросительного комплекса…………………………

64

8.2.4 Алгоритм расчета параметров мобильного оросительного

комплекса…………………………………………………………………..

65

8.2.5 Типовые схемы и параметры мобильных оросительных

комплексов………………………………………………………………...

72

8.3 Системы лиманного орошения………………………………... 77

8.3.1 Типы и конструкции…………………………………………. 78

8.3.2 Принципы проектирования………………………………….. 86

8.3.3 Расчет и устройство систем лиманного

орошения……………………………………………………………..……

88

8.3.4 Эксплуатация……………………………………………….... 94

8.4 Системы капельного орошения……………………………….. 95

8.4.1 Требования к технике и технологии капельного

орошения…………………………………………………..........................

95

8.4.2 Организация системы капельного орошения………………. 97

8.4.3 Оценка технологии полива………………………………….. 103

9 Мониторинг эколого-мелиоративного состояния орошаемого

массива……………………………………………………………………..

105

10 Мониторинг безопасности гидротехнических сооруже-

ний………………………………………………………………...

114

Заключение…………………………………………………………. 117

Список использованных источников……………………………... 118

Приложение А Почвенно-мелиоративная классификация

оросительных вод…………………………………………………………

127

Приложение Б Основные условия, определяющие выбор

поливной техники в зависимости от природохозяйственных

факторов……………………………………………………………………

129

Приложение В Предельно-допустимые и оптимальные

параметры орошаемых почв в слое 0–40 см……………………………

134

Приложение Г Градация культурных растений по группам

солеустойчивости………………………………………………………….

137

Приложение Д План размещения циклически орошаемых полей

севооборота на оросительной системе…………………………………..

139

5

Введение

В настоящее время орошение на местном стоке практически утраче-

но, удельный вес местного стока в объеме орошения сократился с 30 % до

6 %. Технологии орошения на базе использования местного стока 50–60-х

годов прошлого века морально и технически устарели и требуют суще-

ственного пересмотра с учетом современных требований, предъявляемым

к оросительным системам нового поколения. Несмотря на это, объемы во-

ды существующих прудов и водохранилищ, а также незадействованные ре-

зервы местного стока представляют собой значительный потенциал для

развития орошения.

В настоящих методических указаниях впервые сделан комплексный

подход к решению вопросов по эффективному использованию местного

стока, разработаны усовершенствованные схемы и алгоритмы использова-

ния местного стока на основе периодического и циклического орошения.

Предложены методы оценки целесообразности использования местного

стока для целей орошения. Рассмотрены особенности выращивания сель-

скохозяйственных культур в условиях дефицита водных ресурсов. Сфор-

мулированы требования к агротехническим приемам, к проектированию и

эксплуатации МС на местном стоке, организации мониторинга безопасно-

го состояния гидротехнических сооружений и эколого-мелиоративного со-

стояния орошаемых земель.

В методических указаниях использованы разработки ФГБНУ

«РосНИИПМ»: авторское свидетельство № 1743481 «Способ мелиорации

черноземов»; патент № 2467561 «Оросительная система с использованием

местного стока»; патент № 2353088 «Оросительная система с использова-

нием прудов-накопителей»; патент № 2401804 «Способ очистки дренажно-

го стока и устройство для его осуществления»; патент № 2324331 «Способ

мелиорации орошаемых черноземов».

6

1 Область применения

Методические указания рекомендуются для Минсельхоза России,

региональных органов управления АПК, Федеральных государственных

учреждений «Управления по мелиорации земель и сельскохозяйственному

водоснабжению», проектных и эксплуатационных организаций мелиора-

тивной отрасли, отделов по сельскому хозяйству районов, органов муни-

ципальных образований, сельхозтоваропроизводителей.

Методические указания предназначены для организации орошения с

использованием вод местного стока на основе усовершенствованных тех-

нологий в умеренном и теплом почвенно-биоклиматических поясах с не-

достаточной и незначительной зонами увлажнения в степной, сухостепной

и пустынно-степной областях.

2 Термины и определения

В методических указаниях использованы следующие термины и

определения:

- местный сток – сток дождевых и (или) талых вод с малых водо-

сборов, накапливаемый в малых водоемах (лиманах, озерах, прудах, ма-

лых водохранилищах) или стекающий по временным водотокам (оврагам,

балкам и малым рекам) и не имеющий водохозяйственного значения без

регулирования [1];

- технология орошения – совокупность операций и приемов регули-

рования водно-воздушного и мелиоративного состояния орошаемых почв

при возделывании сельскохозяйственных культур на орошении [2];

- регулярное орошение – вид орошения земель, обеспечивающий

ежегодный полив возделываемых культур на данном орошаемом массиве в

соответствии с потребностью растений [3];

- циклическое орошение – вид орошения земель, предусматриваю-

щий поочередное использование полей севооборота в орошаемом и не-

орошаемом режимах [4];

- периодическое орошение – вид орошения земель, предусматрива-

ющий полив участков (дополнительных площадей), прилегающих к оро-

шаемому массиву в зависимости от наличия излишков воды и технической

возможности систем;

- лиманное орошение – вид орошения земель, предусматривающий

повышение влагообеспеченности сельскохозяйственных угодий путем ак-

7

кумуляции стока талых и паводковых вод (местного стока) на пониженных

или обвалованных участках (в чашах лиманов);

- система лиманного орошения – совокупность инженерных соору-

жений (плотины, пруды, водохранилища, водоудерживающие и водорас-

пределяющие валы, каналы, водосбросные сооружения и водообходы),

предназначенных для затопления площади лимана водами [5];

- мобильный оросительный комплекс – комплекс взаимосвязанных

элементов мобильного оросительного оборудования, предназначенный для

орошения севооборотного участка;

- мобильное оросительное оборудование – набор элементов, приме-

няемых для орошения сельскохозяйственных культур, включающий в себя

передвижные насосные станции, водопроводящие разборные трубопрово-

ды или другие виды сборно-разборных водоводов, технические средства

транспортировки и монтажа элементов мобильного оросительного обору-

дования, оросительная техника, которые не являются стационарными и

могут перемещаться и устанавливаться на различных полях орошаемого

севооборота.

3 Нормативно-правовая база использования водных объектов для

орошения земель

Основными нормативно-правовыми документами, регламентирую-

щими использование водных объектов для орошения земель, являются:

- Водный кодекс РФ [6];

- Водная стратегия РФ на период до 2020 года [7];

- постановление Правительства РФ от 12 мая 2008 г. № 165 «О под-

готовке и заключении договора водопользования» [8];

- Федеральный закон «О мелиорации земель» от 10 января 1996 г.

№ 4-ФЗ [9].

Водный кодекс Российской Федерации регулирует отношения в

области использования и охраны водных объектов и устанавливает пра-

вовой режим имущественных прав на водные объекты, а также содержит

много новых норм, правил и положений, разработанных с учетом дей-

ствующей конституции Российской Федерации и нового гражданского

законодательства.

При решении вопросов, касающихся целесообразности использова-

ния водных объектов для целей орошения, принимается во внимание по-

становление Правительства РФ от 30 декабря 2006 г. № 876 «О ставках

8

платы за пользование водными объектами, находящимися в федеральной

собственности» [10].

Водная стратегия определяет основные направления деятельности по

развитию водохозяйственного комплекса России, обеспечивающего устой-

чивое водопользование, охрану водных объектов и защиту от негативного

воздействия вод. Она закрепляет базовые принципы государственной по-

литики в области использования и охраны водных объектов с целью со-

хранения водных экосистем и создания условий для эффективного взаимо-

действия участников водных отношений.

Постановление Правительств РФ «О подготовке и заключении дого-

вора водопользования» регламентирует правила подготовки и заключения

договора водопользования.

Федеральный закон «О мелиорации земель» регламентирует право-

вые основы деятельности в области мелиорации земель, определяет пол-

номочия органов государственной власти, органов местного самоуправле-

ния по регулированию указанной деятельности, а также права и обязанно-

сти граждан (физических лиц) и юридических лиц, осуществляющих дея-

тельность в области мелиорации земель и обеспечивающих эффективное

использование и охрану мелиорированных земель.

4 Оценка целесообразности организации орошения

на местном стоке

Целесообразность строительства оросительной системы (ОС) с ис-

пользованием вод местного стока определяется с помощью алгоритма,

приведенного на рисунке 1.

Качество оросительной воды оценивают по агрономическим, эколо-

гическим и техническим критериям (ГОСТ 17.1.2.03-90) [11].

Агрономические критерии определяют качество воды для орошения

по ее воздействию:

- на почвы с целью сохранения и повышения плодородия и предот-

вращения процессов засоления, осолонцевания, содообразования, слитиза-

циии нарушения микробиологического режима;

- урожайность сельскохозяйственных культур по валовому сбору и

интенсивности развития;

- качество сельскохозяйственной продукции, в особенности на фор-

мирование ее полноценности, доброкачественности и сохранности.

9

ИЗЫСКАНИЯ:

гедезические, метеорологические, гидро-геологические, гидрометрические,

оченка качества воды, почвенные изыскания

Источник местного стока

Проектируемый участок орошения

Местный стокНе зарегулирован Зарегулирован

Водобалансовый расчет

Техническая

документация:

проект, паспорт объекта

и др.

Возможность

использования

местного стока

Устранение

причин

Объём воды для орошения

ПОДБОР ВАРИАНТОВ:Технологии орошения: способ, севообороты, водопотребность культур, площадь с учётом цикличности

(периодичности) орошаемых участков, а также дополнительных участков лиманного орошения.

Технико-экономическое обоснование вариантов

Принятие решения о

вложении инвестиций

Проектирование, строительство или реконструкцияНецелесообразно

Нет

Нет

Нет

Нет

Да

Да

Да

Да

Рисунок 1 – Схема принятия решения о целесообразности строительства оросительной системы

на местном стоке

10

Экологические критерии определяют качество воды для орошения с

учетом необходимости обеспечения безопасной санитарно-гигиенической

обстановки на данной территории и охраны окружающей среды.

Технические критерии определяют качество воды для орошения с

точки зрения воздействия на сохранность и эффективность эксплуатации

гидромелиоративных систем и их составных частей.

Качество оросительной воды оценивают комплексно с учетом влия-

ния на почвы, растения и сооружения, подводящие воду от источника до

орошаемого поля.

Для почвенно-мелиоративной оценки качества оросительной воды

по степени опасности развития процессов общего (минерализация воды) и

хлоридного (CI-) засоления, натриевого (Na+/Ca2+) и магниевого

(Mg2+/Ca2+) осолонцевания и содообразования почв [(СО32- + НСО3

-)-

(Са2++Мg2+)] пользуются таблицей приложения А, в которой приведена ха-

рактеристика четырех классов качества воды применительно к почвам с

различным механическим составом и емкостью поглощения [12].

Далее на основании инженерных изысканий источника местного

стока и потенциального участка орошения предварительно дается оценка

их возможного использования. При отрицательной оценке рассматривают

мероприятия по устранению данных причин. Если это невозможно по ка-

кой-то причине, то следует отказаться от орошения.

При благоприятных условиях использования местного стока про-

должаются следующие работы. По водобалансовому расчету источника

воды определяют гарантированные и возможные дополнительные объемы

воды, предполагаемые к забору для нужд орошения. Исходя из конкретных

условий местности и объемов воды, разрабатываются варианты элементов,

слагающих технологию орошения. Основные элементы технологии оро-

шения на местном стоке, которые необходимо рассчитать и выбрать: сред-

ства забора и доставки воды; севообороты, учитывающие водопотребность

культур; способы орошения; площадь участков с учетом цикличности (пе-

риодичности) орошения, а также возможные дополнительные участки ли-

манного орошения.

Наиболее удачные варианты по компоновке оросительной сети и

включающие технические решения по комплексному использованию

местного стока подлежат технико-экономическому обоснованию проекта

орошения, после чего сравниваются между собой. В результате выбора

окончательного варианта и его дополнительной оценки принимается

решение по вложению инвестиций в строительство оросительной системы

на местном стоке.

11

5 Инженерные изыскания

Для оценки целесообразности строительства оросительной систе-

мы с использованием вод местного стока необходимо проведение ком-

плекса инженерных изысканий. Так как речь идет о регулировании и ис-

пользовании местного стока, то особое внимание в этом плане следует

уделить гидрометеорологическим и геологическим изысканиям.

Инженерные изыскания для разработки рабочих проектов, согласно

действующей инструкции, следует выполнить в соответствии с требовани-

ями действующих отраслевых и строительных норм и правил:

- СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основ-

ные положения [13];

- СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строитель-

ства [14];

- СП 11-103-97 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для

строительства [15];

- СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строитель-

ства [16];

- СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строитель-

ства [17];

- ВСН 33-2.1.02-91 Гидромелиоративные системы и сооружения.

Почвенные изыскания для мелиоративного строительства [18];

- ВСН 33-2.1.05-90 Гидромелиоративные системы и сооружения.

Гидрогеологические и инженерно-геологические изыскания [19];

- ВСН 33-2.1.07-90 Гидромелиоративные системы и сооружения.

Инженерно-геодезические изыскания [20];

- ВСН 33-2.1.10-91 Гидромелиоративные системы и сооружения.

Инженерно-гидрометеорологические изыскания [21].

Инженерные изыскания для строительства (СНиП 11-02-96) [13]

обеспечивают комплексное изучение природных и техногенных условий

территории (региона, района, площадки, участка, трассы) объектов строи-

тельства, составление прогнозов взаимодействия этих объектов с окружа-

ющей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий

жизни населения.

В состав инженерных изысканий для строительства входят следую-

щие основные их виды: инженерно-геодезические, инженерно-

геологические, инженерно-гидрометеорологические, инженерно-

12

экологические изыскания, изыскания грунтовых строительных материалов

и источников водоснабжения на базе подземных вод.

К инженерным изысканиям для строительства также относятся:

- геотехнический контроль;

- обследование грунтов оснований фундаментов зданий и сооруже-

ний;

- оценка опасности и риска от природных и техноприродных процес-

сов;

- обоснование мероприятий по инженерной защите территорий;

- локальный мониторинг компонентов окружающей среды;

- геодезические, геологические, гидрогеологические, гидрологиче-

ские, кадастровые и другие сопутствующие работы и исследования

(наблюдения) в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации объ-

ектов;

- научные исследования в процессе инженерных изысканий для

строительства предприятий, зданий и сооружений;

- авторский надзор за использованием изыскательской продукции в

процессе строительства в составе комиссии (рабочей группы);

- инжиниринговые услуги по организации и проведению инженерных

изысканий.

Инженерно-геодезические изыскания для строительства должны

обеспечивать получение топографо-геодезических материалов и данных о

ситуации и рельефе местности (в том числе дна водотоков, водоемов и ак-

ваторий), существующих зданиях и сооружениях (наземных, подземных и

надземных), элементах планировки, необходимых для комплексной оценки

природных и техногенных условий территории строительства и обоснова-

ния проектирования, строительства и эксплуатации объектов.

Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать ком-

плексное изучение инженерно-геологических условий района проектируе-

мого строительства, включая геологическое строение, геоморфологические

и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, гео-

логические и инженерно-геологические процессы, изменение условий

освоенных территорий, составление прогноза возможных изменений ин-

женерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых

объектов с геологической средой с целью получения необходимых и до-

статочных материалов для проектирования, строительства и эксплуатации

объектов.

13

Инженерно-гидрометеорологические изыскания должны обеспечи-

вать комплексное изучение гидрометеорологических условий территории

строительства и прогноз возможных изменений этих условий в результате

взаимодействия с проектируемым объектом с целью получения необходи-

мых и достаточных материалов и данных для принятия обоснованных про-

ектных решений.

Изучению при инженерно-гидрометеорологических изысканиях под-

лежат:

- гидрологический режим (рек, озер, водохранилищ, болот, устьевых

участков рек, временных водотоков, прибрежной и шельфовой зон морей);

- климатические условия и отдельные метеорологические характери-

стики;

- опасные гидрометеорологические процессы и явления;

- техногенные изменения гидрологических и климатических условий

или их отдельных характеристик.

Инженерно-экологические изыскания выполняются для экологиче-

ского обоснования строительства и иной хозяйственной деятельности с це-

лью предотвращения, снижения или ликвидации неблагоприятных эколо-

гических и связанных с ними социальных, экономических и других по-

следствий и сохранения оптимальных условий жизни населения.

Инженерно-экологические изыскания должны обеспечивать:

- комплексное изучение природных и техногенных условий терри-

тории, ее хозяйственного использования и социальной сферы;

- оценку современного экологического состояния отдельных ком-

понентов природной среды и экосистем в целом, их устойчивости к техно-

генным воздействиям и способности к восстановлению;

- разработку прогноза возможных изменений природных (природно-

технических) систем при строительстве, эксплуатации и ликвидации объ-

екта;

- оценку экологической опасности и риска;

- разработку рекомендаций по предотвращению вредных и нежела-

тельных экологических последствий инженерно-хозяйственной деятельно-

сти и обоснование природоохранных и компенсационных мероприятий по

сохранению, восстановлению и оздоровлению экологической обстановки;

- разработку рекомендаций и (или) программы организации и про-

ведения локального экологического мониторинга, отвечающего этапам

(стадиям) предпроектных и проектных работ.

14

Назначение и необходимость отдельных видов работ и исследований,

условия их взаимозаменяемости устанавливаются в программе инженерных

изысканий на основе технического задания заказчика в зависимости от вида

строительства, характера и уровня ответственности проектируемых соору-

жений, особенностей природно-техногенной обстановки, степени экологи-

ческой изученности территории и стадии проектных работ.

6 Технологии орошения

Задачей технологии орошения является создание благоприятных

условий роста и развития растений на основе выявления биологических,

физических, химических, технических и других закономерностей с целью

определения и использования на практике наиболее эффективных агротех-

нических приемов возделывания сельскохозяйственных культур, требую-

щих наименьших затрат времени и материальных ресурсов, при сохранении

экологически устойчивой и благоприятной среды обитания человека [21–

23].

Выбор способов и техники полива является звеном технологии оро-

шения и определяется рядом технических и технологических показателей.

Для полного сопряжения техники и способов полива с природно-

климатическими и агротехническими условиями, сохранения и повышения

плодородия орошаемых земель, улучшения их экологической ситуации

необходимо проведение дополнительных, помимо поливов, операций, ко-

торые в совокупности с поливами и составляют технологию орошения. Во

всех случаях она складывается из следующих основных операций:

- полива сельскохозяйственных культур (режим орошения);

- регулирования пищевого режима орошаемого поля (внесение ми-

неральных и органических удобрений, сидерации);

- регулирования солевого режима почв (химмелиорации, мелиора-

тивные обработки);

- регулирования уровня грунтовых вод (применение закрытой ороси-

тельной и поливной сети, строгое дозирование поливных норм, устройство

дренажа);

- комплекса противоэрозионных агромелиоративных мероприятий.

Все эти операции могут осуществляться в полном перечисленном

составе или в различных сочетаниях в зависимости от почвенных, рельеф-

ных, гидрогеологических и агробиологических условий.

15

Выбор технологии орошения определяется следующими показателя-

ми:

- скоростью впитывания воды в почву;

- степенью естественной дренированности территории;

- уровнем залегания грунтовых вод;

- уровнем минерализации грунтовых вод;

- степенью засоления почв;

- плодородием почв (бонитировочный балл);

- уклонами поверхности орошаемого массива;

- качеством оросительной воды (класс воды по С. Я. Бездниной).

Для выбора технологий орошения необходимо установить каче-

ственные значения типовых показателей по трехбалльной системе: низкий,

средний, высокий. Количественные значения типовых качественных пока-

зателей сгруппированы в таблице 1 [11].

Таблица 1 – Количественные значения типовых качественных

показателей выбора технологии орошения

Наименование показателя

Размер-

ность

Показатель (качественное значение)

низкий средний высокий

Критериальное значение показателя

(количественное)

Впитывающая способность почв см в пер-

вый час < 3,0 3,0–7,0 7,0–10,0

Уклон поверхности орошаемого мас-

сива – < 0,005 0,001–0,005 < 0,001

Степень естественной дренированно-

сти

м3/га

в год 500–1500 1500–3000 > 3000

Уровень залегания грунтовых вод м < 2,0 2,0–3,0 > 3,0

Степень минерализации грунтовых

вод г/л > 5,0 3,0–5,0 < 3,0

Степень засоления почв % > 1,0 1,0–0,5 < 0,5

Плодородие почв (бонитировочный

балл) баллы < 80 80–100 > 100

Качество оросительной воды

(по С. Я. Бездниной) класс III II I

При проектировании орошаемых участков, имея по материалам

изысканий количественные значения типовых качественных показателей,

устанавливают набор необходимых операций, определяющих технологию

орошения, а по впитывающей способности почв, максимальному уклону

местности и величине максимальной поливной нормы подбирают технику

полива.

16

Если впитывающая способность почв характеризуется средним и

высоким значениями, предпочтение отдается дождевальной технике. При

низкой впитывающей способности предпочтение отдается поверхностным

способам полива, и если по тем или иным причинам их невозможно при-

менить, то применяется дождевание на фоне мелиоративных мероприятий,

обеспечивающих повышение впитывающей способности почв (рыхление,

щелевание и т. д.) и не допускающих ирригационной эрозии.

Степень естественной дренированности территории определяет

необходимость применения дренажа или комплекса противофильтрацион-

ных мероприятий. При средней и высокой дренированности территории,

при оросительных нормах до 3000 м3/га систематический дренаж не при-

меняется. Возможно применение выборочного дренажа в местах разгрузки

грунтовых потоков. При низкой естественной дренированности во всех

случаях требуется устройство систематического и выборочного дренажа,

даже если показатель залегания грунтовых вод высокий (превышает 3 м).

Уровень залегания грунтовых вод (УГВ) и степень их минерализа-

ции определяют необходимость устройства дренажа и величину поливной

нормы. При близком залегании УГВ (< 3,0 м) устройство дренажа обяза-

тельно. При среднем и высоком показателях залегания УГВ необходимость

устройства дренажа определяется степенью естественной дренированности

территории. Степень минерализации грунтовых вод определяет предельно

допустимый УГВ и максимальное значение поливной нормы (режим оро-

шения). При низкой степени минерализации грунтовых вод (< 3,0 г/л) воз-

можно смыкание оросительной воды с грунтовыми водами, при средней

(3–5 г/л) и большой минерализации (> 5 г/л) смыкание недопустимо, тре-

буется устройство дренажа и жесткое нормирование поливных норм.

Степень засоления почв определяет выбор мелиоративных меропри-

ятий, предупреждающих деградацию и снижение плодородия почв. При

низкой степени засоления почв (< 0,5 %) и орошении пресной водой мож-

но обойтись такими агроприемами, как внесение органических удобрений.

При средней степени засоления почв (0,5–1,0 %) необходимо предусмот-

реть мелиоративную обработку и проведение фитомелиораций. С ростом

степени засоленности (> 1 %) наряду с мелиоративной обработкой и про-

ведением фитомелиораций необходимо предусматривать химмелиорации,

а при наличии дренажа – промывки.

Низкое значение бонитировочного балла (< 80) орошаемых почв тре-

бует применения комплекса агромелиоративных мероприятий, таких как

фитомелиорация, внесение оптимальных норм органических и минеральных

17

удобрений. При средних значениях бонитировочного балла (80–100) необ-

ходимо применять комплекс агромелиоративных мероприятий путем про-

ведения фитомелиораций и внесения умеренных доз органических и мине-

ральных удобрений, повышающих продуктивность орошаемых земель до

уровня проектных значений. Орошаемые земли с уровнем бонитировочно-

го балла 100 и более требуют внесения органических и минеральных удоб-

рений, покрывающих вынос питательных веществ вместе с урожаем сель-

скохозяйственных культур и предупреждающих снижение плодородия

почв.

Качество оросительной воды оказывает сильное влияние на протека-

ние почвенных процессов, изменение их водно-физических свойств и уро-

жайность сельскохозяйственных культур. Для оценки качества ороситель-

ной воды в мелиорации используют классификацию, представленную в

приложении А [11], как наиболее полно отражающую механизм воздей-

ствия оросительной воды на почвенные процессы и, в зависимости от клас-

са воды, предусмотрен комплекс мероприятий, снижающих ее негативное

воздействие.

С учетом обоснованных допустимых нагрузок на природную среду,

объемов и состава мелиоративных мероприятий определяют пределы из-

менения основных типовых показателей мелиоративных режимов. В ре-

зультате анализа этих показателей выявляют допустимые пределы вариа-

ций, составов операций и приемов, которые используют при выборе при-

емлемого варианта технологии орошения.

Оптимальные параметры технологии орошения соответствуют ми-

нимуму или максимуму функции цели (показателя сравнения выбранных

вариантов технологии орошения) [21]. В качестве таких функций (показа-

телей) могут быть выбраны следующие:

- минимальные удельные приведенные затраты на приобретение

(аренду) и эксплуатацию необходимой поливной и другой мелиоративной

техники, совместно с комплексом сопутствующих мероприятий на едини-

цу стоимости продукции, полученной в результате орошения;

- максимальная продуктивность за ряд лет орошения при соблюде-

нии принятой технологии орошения;

- максимальный коэффициент экономической эффективности ис-

пользуемой технологии орошения с учетом вариации урожайности по го-

дам.

18

6.1 Способы орошения и поливная техника

Способы орошения являются одними из основных элементов в тех-

нологии орошения.

Для локальных участков орошения на местном стоке приемлемы

следующие способы орошения:

- дождевание – создание искусственного дождя;

- поверхностное – распределение воды по поверхности земли с по-

мощью борозд, полос или затоплением чеков;

- внутрипочвенное – подача воды непосредственно в корнеобитае-

мую зону почвы по увлажнителям или подъем уровня грунтовых вод;

- капельное – локальное орошение с помощью микроводовыпусков,

поливных капельниц.

Основное назначение и условия применения различных способов

орошения приведены в таблицах 2 и 3 [11].

Таблица 2 – Основное назначение различных способов орошения

Способ

орошения

Увлаж

нение

почвы

Увлаж-

нение

воздуха

Влаго-

заряд-

ка

Про-

мывка

от

солей

Вне-

сение

удоб-

рений

Оро-

шение

сточ-

ными

водами

Терморегу-

ляционное

увлажнение

растений

Провока-

ционный

полив для

роста сор-

няков

Дождевание + + × + + × + +

Поверхностное + × + + × + – +

Внутрипочвен-

ное

+ – – – + + – –

Капельное + – – – + – – –

Примечание – «+» – обеспечивает; «–» – не обеспечивает; «×» – частично обеспе-

чивает.

По типу забора воды из источника орошения на местном стоке следу-

ет рассматривать самотечные и с машинным водоподъемом. В условиях, ко-

гда орошаемый участок находится ниже водоисточника, устраивают также

самонапорные закрытые системы, использующие разницу гидравлического

напора в трубопроводах.

19

Таблица 3 – Применение различных способов орошения в

неблагоприятных природно-климатических условиях

Способ

орошения

Засо-

лен-

ные

почвы

Лег-

кие

песча-

ные

почвы

Тяже-

лые

почвы

Слож-

ный

рель-

еф

Боль-

шие

укло-

ны

Близко

располо-

женные

минера-

лизован-

ные воды

Дефи-

цит

вод-

ных

ресур-

сов

Мине-

рали-

зован-

ная

полив-

ная во-

да

Силь-

ный

ветер

Дождевание – + × + + + + – ×

Поверхностное + × + × × × × × +

Внутрипочвен-

ное – × × × + – + – +

Капельное – × + + + – + – +

Примечание – «+» – применимо; «–» – неприменимо; «×» – частично применимо.

При выборе способа орошения и поливной техники нужно учитывать

следующие факторы:

- климатические факторы: увлажненность территории, испаряемость,

температура и влажность воздуха, ветровой режим (скорость и направле-

ние ветра);

- почвенные факторы: гранулометрический состав, влагоемкость, во-

допроницаемость, степень засоления, мощность почвенного покрова и

устойчивость почв против водной эрозии;

- геоморфологические факторы: уклон поверхности земли и протя-

женность склонов;

- гидрологические факторы: глубина залегания и минерализация

грунтовых вод;

- биологические факторы: требование культур к режиму орошения,

характер развития растений;

- водохозяйственные факторы: размещение и специализация сельско-

хозяйственного производства, севообороты (размер полей и виды севообо-

ротов, организация территории, конфигурация участков орошения);

- хозяйственные факторы;

- экономические и другие факторы.

Основные условия, определяющие способ орошения и технику поли-

ва, приведены в приложении Б. Окончательное решение принимают на ос-

нове анализа экономических показателей [11].

20

Блок-схема выбора и взаимодействия условий применения поливной

техники приведена на рисунке 2.

I этап. Оценка технической применимости поливной техники

Исходная карта

Приро дно-

хозяйственные

факторы района

1

2

.

.

.

Исходная карта

Номенклатура

поливной техники

Серийная

1

2

.

.

КОпытная

1

Рекомендаци

и по

параметрам

новой

(модернизир

ованной)

машины

Нет реко-

мендаций

по приме-

нимости

Номенклатура технически применимых видов поливной техники по природным условиям

Аналитические зависимости работы различных видов

поливной техники (сезонная нагрузка и др.)

II этап. Определение параметров работы поливной техники

Показатели дефицита земельных,

водных или трудовых ресурсов

Дефициты ресурсов (наличие

или отсутствие), удельные веса

Параметры работы

технически приме-

нимой поливной

техники

Варианты выбранных

технических решений

Относительная значимость (вес) дефицитов

ресурсов при их различных сочетаниях

Трудо-

вые

Земель-

ные

Мате-

риальные

Вод-

ные

III этап. Оценка экономической эффективности применения поливной техники

Набор технико-экономических показателей вариантов

технических решений

Технико-экономические показатели

вариантов технических решений

КЗИ КПДЗатраты

труда

Капитало-

вложения

Баллы оценки

вариантов

технических

решений

Оптимальный вариант

Приведенные затраты

Оптимальный вариант

Условия применимости

Климатические Почвенно-мелиоративные

ГеоморфологическиеХозяйственные

По

вто

ряе

мо

сть

Величина фактора

Диапазонприменимости

машины по фактору

Модификация техни-

чески применимой

поливной техники

21

Рисунок 2 – Блок-схема выбора поливной техники для конкретного

массива орошения

Способ орошения и поливная техника являются неотъемлемыми

важными составляющими технологии орошения и являются базовыми со-

ставляющими для ее совершенствования.

Эффективным и малоэнергоемким способом использования вод

местного стока может быть применение его для лиманного орошения (ЛО)

[5, 11, 24–27].

Системы ЛО следует проектировать в районах неустойчивого

увлажнения, когда использование местного поверхностного стока для ре-

гулярного орошения по природным условиям технически невозможно или

экономически нецелесообразно (СНиП 2.06.03-85) [28]. Это наиболее лег-

ко осуществимое инженерно-мелиоративное мероприятие, так как сводит-

ся к насыпке земляных валов, предназначенных для задержания на опреде-

ленной площади непроизводительно стекающих вод весеннего половодья.

ЛО можно устраивать в малонаселенных районах при использовании

степных участков, речных долин, пойм рек, замкнутых котловин, склонов

с уклоном местности до 0,05, с хорошо одернованной поверхностью на

незасоленных и слабозасоленных почвах под естественные сенокосы, кор-

мовые, зерновые и зернобобовые культуры.

Применение ЛО способствует уменьшению половодий и усилению

внутреннего влагооборота, уменьшению размывов почвы и роста оврагов.

В то же время ЛО обеспечивает предупреждение почвенной засухи и

последующее улучшение земель, что приводит к росту урожайности и

продуктивности сельскохозяйственных угодий.

При выборе ЛО в качестве основного способа использования вод

местного стока необходимо учесть следующие позиции:

- продуктивность лиманных земель выше богарных при выращива-

нии зерновых 1,5–2,5 раза; силосных культур (кукурузы) и многолетних

трав – в 4–5 раз; естественных сенокосов и пастбищ – в 5–7 раз. При этом

урожайность яровых зерновых культур достигает 2–2,5 т/га; сеяных мно-

голетних трав – в 4–6 т/га; зеленой массы силосных культур (кукурузы,

сорго, подсолнечника) – 25–30 т/га; зерна початков кукурузы – 8 т/га;

- невысокая строительная стоимость (затраты на строительство в

10-15 раз ниже стоимости регулярного орошения);

- автоматизация по распределению воды и простота эксплуатации;

- положительное воздействие на микроклимат территории, на почво-

образовательные процессы и внутрипочвенный влагооборот;

22

- природоохранный комплекс – защита территорий от размыва па-

водковыми и ливневыми водами; защита рек от заиления путем аккумуля-

ции твердого стока; промывка родников, ключей и питание рек чистыми

водами за счет перевода поверхностного стока в грунтовый.

К недостаткам относятся колебания орошаемой площади по годам,

связанные со стихийными изменениями величины местного стока. Кроме

того, при строительстве глубоководных лиманов возникает существенная

неравномерность увлажнения разных частей, что ведет к засолению и за-

болачиванию.

В настоящее время, в связи с созданием крупных водохранилищ и

обводнительно-оросительных систем, а также наличием мощных насосов и

передвижных НС, открыты возможности для устранения больших измене-

ний орошаемой площади лиманов по годам из-за резких колебаний вели-

чины стока.

Многие участки ЛО могут эксплуатироваться ежегодно как постоян-

но, периодически или циклически орошаемые. Появилась возможность

проводить не только весеннее однократное затопление площади, но и дву-

кратный полив растений в период их вегетации, что обеспечит устойчивый

урожай сельскохозяйственных культур независимо от стока талых вод.

Наибольшую ценность в этом отношении представляют ирригационно

освоенные системы ЛО.

Существуют различные схемы и способы затопления участков ЛО.

В качестве водоисточника может быть использован:

- сток весенних талых и ливневых вод (с прилегающих водосборных

территорий);

- паводковые воды рек;

- воды местных источников (прудов, озер, рек);

- оросительные, сбросные и коллекторно-дренажные воды ОС.

На стадии предпроектных изысканий возможность применения ЛО

определяют в первую очередь следующие условия:

- наличие местного стока не менее 0,4–0,5 л/сек с квадратного кило-

метра. При меньшем стоке требуется большая площадь водосбора для за-

полнения одного гектара лимана, что технически более сложно;

- при поверхностном стоке не более 0,9–1,0 л/сек с 1 км2 необходимо

наличие балок, из которых зарегулированный сток в прудах может пода-

ваться на лиманы самотеком или насосами;

23

- наличие спокойного рельефа с уклонами не более 0,002. При боль-

шом уклоне придется располагать валы по склону чаще, что усложняет ра-

боту машин на поле и удорожает строительство.

При проектировании систем ЛО необходим учет совокупности кон-

кретных почвенных, гидрогеологических и климатических условий райо-

на, где оно осуществляется. Каждая система ЛО, осуществляемая в том

или ином конкретном районе, будет экономически целесообразна только в

том случае, если она будет запроектирована в полном соответствии с при-

сущими данной местности гидролого-климатическими и почвенно-

геологическими условиями.

Климатологические факторы и в первую очередь естественное

увлажнение территории определяют норму лиманного орошения. Есте-

ственное увлажнение территории зависит от количества выпадающих

осадков по периодам года и продуктивной их части, идущей на пополне-

ние почвенной влаги. Продуктивная часть осадков в свою очередь зависит

от температурного режима данной территории и ее почвенного покрова.

Гидрологические факторы связаны с климатологическими факторами, вли-

яют на величину стока, который может быть использован для ЛО. От рель-

ефа территории в большинстве случаев зависит выбор схем ЛО, а иногда

вообще возможность осуществления этого способа орошения. Почвенные

условия территории и в первую очередь водопроницаемость почвы также

определяют выбор схемы ЛО и возможность его устройства. От характера

сельскохозяйственного использования зависит выбор схемы ЛО и величи-

на оросительной нормы. При проектировании системы ЛО необходимо за-

ранее определить предполагаемый характер сельскохозяйственного ис-

пользования площадей, так как проектируемый водный режим должен

быть согласован и увязан с биологическими особенностями сельскохозяй-

ственных культур, возделываемых на лиманах, что в свою очередь повлия-

ет на конструктивные особенности системы.

Совершенствование технологии орошения на местном стоке может

быть реализовано как сочетание современной блочно-модульной компо-

новки оросительной системы в комплексе с ЛО. Например, весной, когда

источники орошения наиболее полноводны, а на орошаемых участках, еще

достаточно увлажненных талыми водами, идет предпосевная обработка

почвы, посев, нарезка временной оросительной сети и другие сельскохо-

зяйственныех работы, из водохранилищ, прудов, а также ОС после их за-

полнения сбрасываются впустую огромные объемы воды. Осенью осу-

ществляют заравнивание временной оросительной сети, уборку урожая,

24

вспашку зяби и посев озимых культур, что также препятствует подаче оро-

сительной воды на поля и сокращает ее потребление. Кроме того, глубокой

осенью большинство каналов ОС опорожняется, и целые реки ороситель-

ной воды уходят через сбросные сооружения. А между тем сбросные воды

целесообразно было бы использовать для влагозарядки лиманов с целью

обеспечения будущих урожаев сельскохозяйственных культур.

Капельное орошение в настоящее время является одним из интен-

сивно развивающихся способов орошения. Системы капельного орошения

(СКО) обеспечивают водой и питательными элементами корнеобитаемую

зону растения напрямую через встроенные в полиэтиленовых трубках ка-

пельницы, которые могут быть расположены на поверхности почвы или

ниже. Практика применения СКО показала, что правильно спроектирован-

ные и управляемые системы могут увеличивать урожайность при одновре-

менной экономии воды, удобрений, энергии и денежных средств.

Использование капельного орошения позволяет снизить ороситель-

ные нормы более чем на 50 % по сравнению с традиционными способами,

вносить удобрения для получения максимальных урожаев запланирован-

ного качества. Его возможно применять при повышенной минерализации

воды, на полях неправильной формы, при наличии малодебитных источ-

ников водоснабжения и использовании местного стока, резервы которого

на Юге России составляют до 7,0 км3/год, что может обеспечить полив на

площади около 2,0 млн га [29].

Применение капельного орошения во многих странах мира доказало

его достоинства, среди которых [30, 31]:

- повышение урожайности культуры с одновременным снижением

поливных норм и уменьшением затрат воды на получение единицы про-

дукции;

- уменьшение площади увлажняемой зоны и, как следствие, сниже-

ние потерь влаги за счет испарения;

- возможность проведения поливов при сильном ветре с сохранени-

ем равномерности распределения влаги на орошаемом участке;

- отсутствие необходимости тщательной планировки орошаемого

участка, так как поливные трубопроводы с компенсирующими давление

капельницами позволяют применять их в самых сложных топографических

условиях при отсутствии поверхностного стока;

- снижение оросительных норм, практически исключающее воз-

можность фильтрации в нижележащие горизонты, позволяет применять

СКО на территориях с залеганием уровня грунтовых вод выше, чем допу-

25

стимо для других способов полива без опасности вторичного засоления;

- предоставляется возможность проведения сельскохозяйственных

работ во время орошения;

- обеспечивается подача удобрений непосредственно в корнеобита-

емый слой;

- исключаются периферийные потери воды;

- уменьшается количество сорняков в междурядьях;

- при переходе от других типов орошения к капельному процесс

адаптации происходит быстро и без проблем;

- улучшение экологической обстановки за счет исключения водной

эрозии и стока с участков, где применяется капельное орошение;

- возможность использования на крутых склонах, где методы могут

вызвать чрезмерную эрозию.

Недостатки капельного орошения [29, 31]:

- высокая стоимость (в зависимости от материала – от 80 до

120 тыс. руб/га);

- большое количество пластмассовых труб, которые необходимо

утилизировать, следовательно, увеличение количества отходов (ежегодно

приходится менять капельные линии, т. к. аккуратно собрать их с поля

крайне затруднительно, а на 1 га приходится от 10 до 12 км);

- засорение капельниц (достигает до 30 % за поливной сезон, а про-

мывка их крайне затруднительна);

- непригодность для использования в качестве противозаморозково-

го орошения, т. к. приземный воздух не увлажняется;

- при определенных типах почв и поливной воды возможно увели-

чение концентрации солей в зоне смоченного контура, влекущее за собой

опасность их попадания в корневой горизонт в случае длительного выпа-

дения осадков небольшими расходами;

- отсутствует эффект «смягчения» микроклимата (влажность и тем-

пература воздуха могут оказывать существенное влияние на рост и разви-

тие некоторых культур).

6.2 Периодическое орошение

В относительно влажные годы, когда оросительные нормы всех вы-

ращиваемых культур значительно снижаются, на ОС появляются неис-

пользованные лимиты воды, часть которых, как правило, сбрасывается.

26

Помимо этого, в многоводные годы при аккумуляции местного стока про-

изводятся сбросы невостребованных объемов воды.

Перспективным решением повышения эффективности использова-

ния водных ресурсов на ОС в таких случаях является применение неис-

пользованных лимитов поливной воды для периодического орошения до-

полнительных площадей. Ряд авторов, в т. ч. специалисты ФГБНУ «Рос-

НИИПМ», рекомендуют при орошении сельскохозяйственных угодий в

зоне неустойчивого увлажнения использовать периодическое орошение

для более рационального потребления водных, трудовых и материальных

ресурсов [32–35]. Это повышает суммарную эффективность использования

воды, дождевальной техники, улучшает почвенно-мелиоративные условия

и т. д. Применение полустационарных или мобильных оросительных си-

стем при периодическом орошении и реконструкция стационарной сети

для периодического орошения позволит существенно снизить эти поте-

ри [36, 37]. Использование периодического орошения дополнительных

площадей в наибольшей степени отвечает условиям орошения на базе

местного стока при быстрой смене дождливых периодов засушливыми, со-

кращает затраты машинного и ручного труда.

Основными факторами, влияющими на получение неиспользован-

ных лимитов на регулярных площадях орошения во влажные годы, явля-

ются метеоусловия (температура воздуха, влажность воздуха, атмосфер-

ные осадки и др.) и контроль состояния площадей орошения. Контроль со-

стояния необходимо проводить как на регулярных площадях, так и на вы-

деленных дополнительных площадях периодического орошения. Общий

алгоритм обоснования применимости периодического орошения представ-

лен на рисунке 3 [38].

6.2.1 Условия применения

Условия применения периодического орошения:

- система периодического орошения не имеет жестко привязанной к

площадям оросительной техники, техника появляется на системе периоди-

ческого орошения в случае простоев при обслуживании традиционной

оросительной системы;

- площади системы периодического орошения не постоянны, а изме-

няются в зависимости от обеспеченности дефицита водного баланса;

27

- в состав сельскохозяйственных культур, возделываемых при систе-

ме периодического орошения, необходимо включать культуры, способные

произрастать при богарных условиях;

- оросительная техника, применяемая в системе периодического

орошения, должна быть мобильна.

При отсутствии или недостатке дождевальной техники полив можно

производить поверхностными способами.

Рисунок 3 – Общий алгоритм обоснования применимости

периодического орошения

28

6.2.2 Модель процесса принятия решений при организации

поливов

Для организации поливов площадей периодического орошения

необходимо учесть ряд факторов. Для формализации задачи выражаем в

математическом виде модель процесса принятия решений (ППР) при орга-

низации поливов площадей периодического орошения [39]:

*

0,,,,,,,,, YKfYBASQTSM , (1)

где S0 – проблемная ситуация;

T – время для принятия решения;

Q – другие ресурсы, необходимые для принятия решения;

S – множество альтернативных ситуаций, которые доопределяют про-

блемную ситуацию S0;

A – множество целей, влияющих на ППР;

B – множество ограничений;

Y – множество альтернативных решений;

f – функция предпочтения лица, принимающего решение;

K – множество критериев выбора наилучшего решения;

Y* – оптимальное решение.

Проблемная ситуация (S0) – организация полива площадей периоди-

ческого орошения в годы обеспеченности дефицита водного баланса более

25 %, не допустить влажность завядания на регулярных и дополнительных

площадях орошения.

Время для принятия решения (T) зависит от средств обеспечения

контроля состояния и средств обработки информации, необходимой для

принятия того или иного решения, и должно стремиться к минимуму, не

превышая то время, которое необходимо для понижения влажности почвы

от 100 % до 70 % НВ.

Другие ресурсы (Q), необходимые для принятия решения: данные по

влажности почвы, запасам влаги в почве, виду сельскохозяйственных

культур, возделываемых как на регулярных, так и на дополнительных

площадях, испарению и эвапотранспирации, наличие неиспользованных

лимитов воды, необходимых для орошения дополнительных площадей и

по простоям дождевальных машин на регулярных площадях орошения.

Множеством альтернативных ситуаций (S), которые доопределяют

проблемную ситуацию, может быть увеличение урожая и, соответственно,

29

получение дополнительной прибыли за счет полива дополнительных пло-

щадей периодического орошения.

Множество целей, влияющих на ППР (A), – получение дополнитель-

ной продукции на площадях периодического орошения, рациональное ис-

пользование трудовых и материальных ресурсов, дождевальной техники.

Множество ограничений (В) является не нарушение водного режима

почвы на площадях регулярного орошения, т. е. не допустить снижение

влажности почвы ниже 80–70 % НВ.

Функция предпочтения лица, принимающего решение (f), – освобож-

дение техники, простой техники, влагозапасы, регулярная площадь ороше-

ния.

Множество критериев выбора наилучшего решения (К) – рамки, огра-

ничивающие принятие решений.

Оптимальное решение (Y*) – сопоставление множества критериев для

принятия оптимального решения.

Визуализация процесса организации периодического орошения пред-

ставлена на рисунке 4 [40].

Последовательность процесса организации периодического орошения

состоит из шести блоков:

- расчет площади периодического орошения;

- выбор участка под периодическое орошение;

- выбор схемы периодического орошения и состава оборудования;

- расчет технических характеристик системы периодического ороше-

ния;

- выбор технологии перемещения и монтажа системы периодического

орошения;

- стоимостная оценка системы периодического орошения.

Данный подход обеспечивает поэтапное проведение процесса органи-

зации периодического орошения специалистами сельскохозяйственных, про-

ектных, других заинтересованных организаций.

Варианты устройств системы периодического орошения могут быть

разнообразны.

В таблице 4 представлены возможные варианты устройства системы

периодического орошения для различных способов подачи воды на уча-

сток [39].

В случае неприемлемого технического решения (подача воды самотеч-

ная и материал трубы) такое решение исключается, так как при самотечной

подаче трубопровод не требуется.

30

Выбрать

участок под

периодическое

орошение

Уровень сос-

тояния почв

Агроном

Почвенные

характеристики участка

Выбор схемы

орошения и

состава обору-

дования

Описание

оросительной

техники

Гидротехник

Схема орошения

Состав обо-

рудования

Рассчитать тех-

нические харак-

теристики сис-

темы орошения

Выбрать техноло-

гии перемещения

и монтажа систе-

мы орошения

Стоимостная

оценка систе-

мы орошения

Методики

расчетов

Технические харак-

теристики системыСовместимость

элементов

Описания

транспортных

средств

Механик

Технология переме-

щения и монтажа

Методики

расчетов

Цены на

оборудование

Результаты

оценки

Материал элемен-

тов системы

Эконо-

мист Програмное

обеспечениеЭВМ

Рассчитать

площадь

периодического

орошения

Требова-

ния рынкаОписание тех-

нических средств

для возделы-

вания культур

Лими-

ты на

воду Структура севооборота

на основной площадиСостав культур для

дополнительной площади

Дополнительная

площадьЭконо-

мист

Требования культуры к

возделыванию

Мето-

дика

расчета

Характеристики

сельскохозяйств

енных культур Агро-

ном

Рисунок 4 – Схема организации системы периодического орошения

31

Таблица 4 – Варианты устройства системы периодического орошения

Признак Альтернативный вариант (номер столбца)

1 2 3 4

1 Подача воды самотечная

с машинным

водоподъ-

емом

самотечно-

напорная –

2 Материал трубы металл полиэтилен асбестоце-

мент стеклопластик

3 Тип соединения сварное фланцевое муфтовое –

4 Тип водозабора

открытый

водоисточ-

ник

гидрант

напорной се-

ти

– –

5 Наличие пруда-

накопителя (бассейн

суточного регули-

рования)

есть нет – –

6 Способ орошения поверхност-

ное дождевание капельное

внутрипочвен-

ное

6.2.3 Методика расчета дополнительной площади

периодического орошения

При определении возможной площади периодического орошения

необходимо исходить из следующих соображений. Каждое хозяйство, вне

зависимости от складывающихся погодных условий, должно полностью

использовать воду на орошение. При сокращении расхода воды на площа-

дях регулярного орошения в относительно влажные годы и периоды вода

должна использоваться для полива дополнительных площадей.

Для расчета дополнительной площади периодического орошения

необходимо иметь следующие исходные данные:

- площадь регулярного орошения;

- фактическую структуру посевов на площади регулярного ороше-

ния;

- планируемую структуру посевов на площади дополнительного оро-

шения;

- оросительные нормы возделываемых культур или, при их отсут-

ствии, многолетние ряды метеорологических данных по ближайшей ме-

теостанции для расчета.

32

Расчет величины оросительных норм сельскохозяйственных культур

в годы различной обеспеченности водного баланса проводим методом

А. М. Алпатьева и С. М. Алпатьева [39].

Вначале определяем суммарное испарение Е, мм:

dkE , (2)

где k – коэффициент биологической кривой, определяемый путем деления

валового расхода воды на сумму дефицитов влажности воздуха;

d – сумма дефицитов влажности воздуха за тот же период, мм.

Оросительные нормы сельскохозяйственных культур, возделывае-

мых на площадях регулярного орошения М, м3/га, берутся из литератур-

ных источников или определяются по формуле:

PEM , (3)

где P – сумма осадков за вегетацию, мм.

Средневзвешенная оросительная норма на площади регулярного

орошения p

ceM , м3/га, определяется по формуле:

n

n

p

n

pp

p

ceKKK

KMKMKMM

...

...

21

2211, (4)

где Р

nМ ..1 – оросительные нормы возделываемых сельскохозяйственных

культур, м3/га;

n...К

1 – коэффициент, учитывающий долю культуры в структуре по-

севных площадей, %.

Объем неиспользованных лимитов оросительной воды на 1 га пло-

щади регулярного орошения в год обеспеченности дефицита водного ба-

ланса более 25 % p

cвM , м3/га, определяем по разности:

p

cвcв

p

cвMMM 25 , (5)

где 25

cвM – средневзвешенная оросительная норма в год 25 % обеспеченно-

сти дефицита водного баланса, м3/га;

РсвМ – средневзвешенная оросительная норма в расчетный год обеспе-

ченности дефицита водного баланса, м3/га.

Суммарная величина уменьшения объема воды со всей площади регу-

лярного орошения в средние и в средневлажные годы, PV , м3, равняется:

p

P

св

P SMV , (6)

где p

S – площадь регулярного орошения, га.

Площадь дополнительного орошения д

S , га, определяем по формуле:

33

Р

д

p

дM

VS

, (7)

где – проектируемый коэффициент полезного действия ороситель-

ной сети (0,8–0,95); Р

дМ – оросительная норма культуры на участке дополнительного

орошения или средневзвешенная оросительная норма на участке дополни-

тельного орошения, рассчитываемая таким же образом, что и для площади

регулярного орошения в расчетный год обеспеченности дефицита водного

баланса, м3/га.

6.2.4 Методика расчета размеров емкости

аккумулирующего водоема

Для определения емкости аккумулирующего водоема (пруда-

накопителя) для орошаемого массива необходимо по гидромодулю рассчи-

тать суточную норму водоподачи на площадь орошения Q , м3 [39]. Она

составит:

StqQ 6,3 , (8)

где q – ордината расчетного гидромодуля, л/с на 1 га;

t – продолжительность водоподачи, час (24);

S – площадь орошения (нетто), га.

Рабочая емкость пруда-накопителя р

W , м3, определяется по зависи-

мости:

0

tQWр

, (9)

где t0 – количество запасо-дней воды, сут.

Полезный объем воды или объем, используемый на орошение сель-

скохозяйственных культур п

W , м3, рассчитывается по зависимости:

,п

fEWWр

(10)

где Е – испарение с поверхности водоема, м3;

f – потери на фильтрацию воды, м3.

Для приближенных расчетов можно воспользоваться формулой:

р

WWп

, (11)

где η – коэффициент полезного действия водоема (0,7–0,8).

Величина мертвого объема мо

W , м3, назначается исходя из срока за-

иления, а также обеспечения командования при самотечной подаче воды

34

на орошение и санитарно-гигиенических требований и определяется по за-

висимости:

,1000

c

моT

VW

(12)

где Vс – среднегодовой объем сбросов, м3;

– мутность воды в канале, кг/м3;

– объемная масса наносов, т/м3;

T – заданный срок службы, лет.

Полный объем водоема W , м3, равен:

WWWр

. (13)

В случае необходимости устройства нескольких водоемов, общую

емкость делят на их количество.

6.3 Циклическое орошение

При орошении на местном стоке возможна ситуация, когда из-за не-

удовлетворительного эколого-мелиоративного состояния часть орошаемых

площадей целесообразно на некоторое время переводить в неорошаемый

цикл сельскохозяйственного использования, для того чтобы предотвратить

возникновение таких отрицательных последствий, которые неизбежно

возникают при проведении регулярного орошения (засоление, заболачива-

ние, слитизация, потеря агрономически ценных почвенных агрегатов),

оставляя в то же время поливы необходимым ресурсом сельскохозяй-

ственного производства.

В бездренажных условиях наблюдается поднятие уровня грунтовых

вод, которые зачастую являются минерализованными. Эти негативные яв-

ления проявляются при орошении пресными водами, но еще более усугуб-

ляются и ускоряются при поливах слабоминерализованными водами [41],

что характерно для вод местного стока.

Основная цель циклического орошения – не доводить почву до грани-

цы неудовлетворительного эколого-мелиоративного состояния, а вовремя

снизить оросительные нормы, или вообще прекратить поливы на определен-

ный период для восстановления природного плодородия. Для сохранения

благоприятных мелиоративных условий в каждой ландшафтно-

климатической зоне объемы перемещаемых водных, почвенных и солевых

«масс» не должны превышать природные 40–50-летние ритмы. В этом случае

циклы 80–100 лет нивелируют отрицательные последствия регулярного оро-

шения. Орошение в таких природно-хозяйственных условиях целесообразно

35

осуществлять по принципу передвижных циклических мелиораций, когда

процесс производства сельскохозяйственной продукции основан на сочета-

нии циклов богарного и орошаемого земледелия [42–44].

6.3.1 Условия применения циклического орошения

Основные положения оптимального использования технологий цик-

лического орошения следующие [42, 44–46]:

- пространственно-временная организация циклического орошения

агроландшафтов должна быть максимально приближенной к их природной

структуре и динамике;

- циклическое орошение не должно менять благоприятный водный и

солевой режимы, особенности которых предопределили формирование

конкретной почвы;

- в зависимости от зоны естественного увлажнения, каждое поле се-

вооборота должно находиться в условиях искусственного орошения в те-

чение 20–50 % продолжительности ротации принятого севооборота;

- в севооборотах следует предусматривать определенный набор засу-

хоустойчивых и влаголюбивых культур с режимом орошения, обеспечи-

вающим водосбережение и экологическую безопасность почв;

- водораспределительная сеть, оросительная техника и другое обору-

дование должны быть полустационарно-мобильного исполнения и так

спроектированы и сконструированы, чтобы не только обеспечить расчет-

ный режим орошения каждого поля севооборота в каждый оросительный

период его ротаций, но и быть ежегодно загруженными, чтобы исключить

простои, консервацию отдельных ее элементов и звеньев;

- в зависимости от водообеспеченности текущего года полустацио-

нарно-мобильная оросительная система должна предусматривать возмож-

ность переброски какой-то части водораспределительной сети, ороситель-

ной техники и оборудования на соседние богарные поля (даже за пределы

данного севооборота) для орошения дополнительной площади за счет

имеющегося резерва оросительной воды;

- циклическое орошение полей севооборотов должно производиться

там, где оно экономически целесообразно и экологически безопасно.

Достоинством циклического орошения по сравнению с регулярным

является снижение водной нагрузки на почвы, что позволяет решить одно-

временно вопросы оптимального состояния почв и рационального исполь-

зования водных ресурсов.

36

При расчете оросительных норм необходимо исходить из условий

восстановления нарушенного распашкой гидротермического режима с

учетом наиболее полного использования ресурсов естественного увлажне-

ния за счет применения агротехнических и агролесотехнических мелиора-

ций, а также учесть индекс сухости и поверхностный сток [47]. Средне-

многолетняя величина оросительной нормы для сухостепной зоны должна

быть ≤ 200–250 мм, а степной ≤ 120–140 мм [48].

Перерыв в орошении на три года и переход на богарное земледелие

положительно сказываются на снижении уровня грунтовых вод и выносе

из почвы солей.

6.3.2 Мероприятия по фазам циклического орошения

Согласно схеме циклического орошения, обоснование выбора

мероприятий должно начинаться с оценки состояния орошаемого масси-

ва [46]. Для этих целей используются показатели и критерии состояния

почв, которые характеризуют оптимальные параметры (ОП) и предельно-

допустимые параметры (ПДП) (приложение В) [48, 49].

Согласно критериям следует выбрать начальную и последующие фа-

зы циклического орошения (рисунок 5).

При вступлении в неорошаемый режим в последние годы орошаемой

фазы в осваиваемых почвах должны быть устранены негативные процессы,

которые могут быть ликвидированы только путем коренной мелиорации и

на фоне уровня грунтовых вод, расположенных ниже критического уровня,

а именно:

- при наличии токсичных солей выше предельно-допустимых кон-

центраций (ПДК) следует провести промывки для устранения вторичного

засоления;

- для исключения солонцеватости, щелочности и уплотнения необ-

ходимо провести комплексную мелиорацию, включая химическую, с це-

лью оптимизации кальциевого режима.

Дальнейшее доведение свойств почв до оптимальных параметров

осуществляется в неорошаемых условиях.

Расчеты показывают, что дефицит гумуса между ОП и ПДП состав-

ляет около 20 т/га, 13–15 т/га следует компенсировать при осуществлении

химической мелиорации, которую, по разработкам РосНИИПМ, рекомен-

дуется проводить удобрительно-мелиорирующими компостами или соче-

тая кальцийсодержащие вещества (гипс, фосфогипс) и органику [46, 48].

37

Оценка орошаемых земель

УГВ выше 2,5 м

Глубинная солонцева-

тость

Глубинное вторичное засоление

УГВ глубже 2,5 м

Поверх-ностная солон-

цеватость

Поверх-ностная щелоч-ность

Вторичное засоление с поверхности

Циклическое орошение

Неорошаемая фаза Орошаемая фаза

Агротехнические мероприятия

ДренажПодбор культур, способствующих понижению УГВ

Мелиоратив-ные обра-

ботки

Химическая мелиорация

Комплексная мелиорация

Про-мывки

Подбор засухоустойчивых

культурСевооборот

Подбор влаголюбивых

культур

Быстро растворимые МУ

Навоз, птичий помет и др.

Внесение МУ

Внесение органики

Режимы орошения

Конструкция ОС и техника полива

Медленно растворимые МУ

Удобрительно-мелиорирующие

компосты

Рисунок 5 – Схема циклического орошения и мероприятий,

проводимых в каждую из его фаз

Остальные запасы гумуса должны быть восполнены в неорошаемую

фазу. Продолжительность неорошаемой фазы определяется сроком накоп-

ления гумуса, необходимого для получения почв с ОП, а это зависит от

правильного подбора культур.

6.3.3 Требования к культурам при циклическом орошении

В первую очередь при неорошаемом режиме необходимо осваивать

малотребовательные к влаге культуры, оптимум влажности почв при вы-

ращивании которых составляет менее 70 % от НВ: свекла, люцерна, пше-

38

ница, рожь, ячмень, хлопчатник, подсолнечник, просо, сорго, горчица, лен.

Этот ряд культур, с учетом их продуктивности и оставляемых после себя

пожнивно-корневых остатков, представлен в таблицу 5 [46].

Таблица 5 – Образование гумуса в зависимости от выращивания

сельскохозяйственных культур в неорошаемых условиях

Культура, требую-

щая влажности почв

менее 70 % НВ

Урожай-

ность ос-

новной

продук-

ции, ц/га

Количество

пожнивных

и органиче-

ских остат-

ков,

ц/га

Коэффициент

гумификации

сухой массы

пожнивно-

корневых

остатков

Образо-

вание

гумуса,

ц/га

Средняя

величина

образова-

ния гумуса,

ц/га

Свекла (кормовые

корнеплоды) 200–300 26–36 0,1 2,6–3,6 3,1

Люцерна на сено

(многолетние бобовые

травы)

30–50 45–65 0,2 9,4–13,0 11,2

Озимая пшеница 20–40 35–44 0,2 7,0–8,8 7,9

Озимая рожь 14–30 18–36 0,2 3,6–7,2 5,4

Ячмень на зерно 18–22 27–31 0,2 5,4–6,2 5,8

Просо на семена 15–20 19,5–26 0,2 3,9–5,2 4,6

Сорго: на семена 15–30 19,5–36 0,2 3,9–7,2 5,6

на зеленую массу 200–300 40–42 0,2 8,0–8,4 8,2

Горчица: на семена 12–15 15,6–19,5 0,2 3,1–3,9 3,5

на зеленую массу 200–250 40–37,5 0,2 8,0–7,5 7,8

Подсолнечник на се-

мена 14–27 18,2–32,4 0,2 3,6–6,5 5,1

Лен: на волокно 7–8 7,7–8,8 0,2 1,5–1,8 1,7

на семена 4–5 5,6–7,0 0,2 1,1–1,4 1,3

При составлении примерной схемы чередования культур в неороша-

емой фазе при циклическом орошении и с учетом использования люцерны

в первый год рекомендуется возделывать озимую рожь на зерно. В этот же

год в зиму целесообразно высеять люцерну под покров ячменя.

Пшеница более требовательна к органике, а свойства почв после воз-

делывания люцерны восстанавливаются практически до ОП. За пять лет

накопление гумуса по расчетам должно составить 5,6 т/га. Кроме того,

озимая пшеница способствует образованию гумуса в пределах 0,7–0,9 т/га.

Примерная стоимость продукции засухоустойчивых культур пред-

ставлена в таблице 6.

39

Таблица 6 – Примерная стоимость продукции засухоустойчивых

культур

Культура Урожай,

т/га

Кормовая

единица

Стоимость,

тыс. руб.

Кормовая свекла сах. 20–30 2,4–3,6

5,2–7,8

7,2–10,8

15,6–23,4

Люцерна на сено 3–5 1,5–2,5 4,5–7,5

Озимая пшеница 2–4 2,38–4,76 7,1–14,3

Озимая рожь 1,4–3,0 1,62–3,48 4,9–10,4

Ячмень на зерно 1,8–2,2 2,03–2,49 6,01–7,5

Просо 1,5–2,0 1,74–2,32 5,2–7,0

Сорго на семена, 1,5–3,0 1,74–3,48 5,2–10,4

зеленую массу 20–30 3,8–5,7 11,4–17,1

Горчица на семена 1,2–1,5 1,4–1,7 4,2–5,1

зеленую массу 20–25 3,8–4,8 11,4–14,4

Подсолнечник 1,4–2,7 2,03–3,9 6,1–11,8

Лен на волокно, на семена 0,4–0,5 0,6–0,7 1,8–2,1

Примечание – Стоимость 1 тонны кормовых единиц принята 3000 руб.

При циклическом орошении устраняются негативные последствия,

возникающие при поливах слабоминерализованной водой неблагоприятно-

го состава. В ряде случаев циклическое орошение позволит избежать необ-

ходимости в устройстве дренажа, выращивая в богарный период культуры,

обладающей хорошей биологической способностью дренажа (люцерна,

озимая пшеница и т. д.).

6.3.4 Технология циклических поливов

Одно из возможных технических решений для осуществления пред-

лагаемой технологии орошения представлено на рисунке 6.

Разработанная технология циклического орошения, подтвержденная

авторским свидетельством с участием сотрудников РосНИИПМ [50],

предусматривает, что за каждую ротацию севооборота каждое поле вось-

мипольного севооборота будет под орошением только четыре года, то есть

50 % продолжительности ротации, а четыре года восстанавливает утрачен-

ные качества.

40

1 – граница севооборотного участка; 2 – направление перемещения вспо-

могательного распределительного трубопровода-шлейфа (ВРТШ) внутри

орошаемого поля и на участке севооборота; 3 – насосная станция; 4 – ма-

гистральный трубопровод; 5 – граница поля севооборота; 6 – распредели-

тельный трубопровод-шлейф РТШ на рабочей позиции; 7 – последующая

рабочая позиция РТШ; 8 – гидрант; 9 – направление перемещения РТШ на

участке севооборота; 10 – рабочая позиция ВРТШ на орошаемом поле;

11 – последующая позиция ВРТШ на орошаемом поле; 12 – рабочие пози-

ции дождевальных шлейфов ШД-25-300; 13 – направление перемещения

ШД-25-300 на поле и на участке севооборота

Рисунок 6 – Схема циклического орошаемого восьмипольного

севооборота

Севооборотный восьмипольный участок ограничен контуром 1, а его

поля – границами 5. По продольной оси участка расположен подземный

трубопровод 4 с подсоединительными гидрантами 8, питаемой насосной

станцией 3.

В исходный момент времени на каждом из орошаемых полей А, В, Е

и И имеется комплект поливного оборудования: распределительный 6 и

вспомогательный 10 трубопроводы-шлейфы. К последним подключаются

рабочие дождевальные шлейфы 12. Внутри каждого орошаемого поля тру-

бопроводы 10 перемещаются на вторые позиции 11 по направлению стре-

41

лок 2, а дождевальные шлейфы – по направлению стрелок 13. Другие че-

тыре поля Д, Б, Ж, Г остаются без орошения. После завершения ороси-

тельного периода для полей А, В, Е, И (четыре года), оросительное обору-

дование перемещается на поля Д, Б, Ж, Г.

С этой целью трубопроводы 6 перемещаются по направлению стрел-

ки 9 на позицию 7. К трубопроводу 6, перемещаемому на новое поле, пе-

ремещаются трубопроводы 10 по направлению стрелок 2, а к ним подклю-

чаются дождевальные шлейфы.

Как видно из схемы, магистральный канал (трубопровод) должен

быть рассчитан на пропуск 50 % расхода, необходимого для орошения

восьмипольного севооборота при общепринятом, существующем способе

орошения: на участке работают только четыре распределительных трубо-

провода 6, одновременно орошающие только четыре поля (из восьми).

Поэтому магистральный трубопровод может быть уложен из труб

меньшего диаметра (или из лотков меньших размеров) и т.д. Распредели-

тельные же трубопроводы 6 должны обеспечить 100 % -ную подачу воды

для возможности осуществления оптимального режима орошения самой

влаголюбивой культуры и принятого севооборота при ее размещении на

любом поле.

Аналогично разработаны схемы, при которых орошение каждого по-

ля продолжается в течение 20–50 % времени ротации севооборота, что

подтверждено патентом РФ № 2353088 (приложение Д) [50].

Продолжительность цикла орошения может составлять от четырех

до шести лет. Такой способ применим при осуществлении циклического

орошения на почвах, не подвергшихся негативному воздействию длитель-

ного орошения.

Данный способ мелиорации черноземов используется при орошении

для сохранения и восстановления природного плодородия черноземов,

предотвращения анаэробных процессов и процессов вторичного засоления

при минимальных удельных капитальных и эксплуатационных затратах

оросительной сети за счет мобильности оборудования и его более продол-

жительного использования во времени. На орошаемом участке, в зависи-

мости от зоны естественного увлажнения, формируют севообороты с чере-

дованием влаголюбивых и засухоустойчивых культур. Каждое поле за пе-

риод ротации севооборота эксплуатируется в режиме орошения в пределах

20–50 % времени ротации. В остальные периоды поле используется как бо-

гарное в условиях естественного водного и теплового режимов данного ре-

гиона и оптимальных агротехнических приемов обработки почвы, при

42

этом ежегодно производят их корректировку с учетом особенностей теку-

щего гидрологического режима и метеорологического прогноза предстоя-

щего года.

Решение задач циклического орошения достигается включением в

оросительную систему прудов-накопителей, расположенных на распреде-

лительных каналах, где поливная вода приобретает необходимые для по-

лива характеристики, а также отходящих от прудов-накопителей поливных

каналов, расположенных по горизонталям местности и соединенных в

концевой части попарно сбросными каналами со следующей парой полив-

ных каналов.

7 Основные направления совершенствования технологий

выращивания сельскохозяйственных культур

в условиях орошения на местном стоке

Совершенствование технологий выращивания сельскохозяйственных

культур в условиях орошения на местном стоке должно осуществляться за

счет: оптимизации севооборотов, рационализации режимов орошения,

совершенствования агротехнических приемов.

Основными факторами, которые учитывались при разработке

данного раздела, были: почвенно-гидрологические условия орошаемых

земель; ограниченность территории орошения на местном стоке (10–200 га);

лимитированность объемов источников орошения, сезонный характер их

наполнения, в связи с чем, режимы орошения сельскохозяйственных

культур должны быть ресурсосберегающими; низкая водообеспеченность

(гидромодуль 0,3–0,4 л/с га) оросительных систем на местном стоке,

обуславливающая необходимость размещения в севооборотах культур,

использующих поливную воду в основном весной и летом; опыт в

размещении сельскохозяйственных культур в севооборотах на орошаемых

землях в годы эффективной работы мелиорации.

7.1 Севообороты

Научно обоснованные севообороты, рациональное применение

удобрений, надлежащая обработка почвы всегда были и остаются главны-

ми и незаменимыми звеньями системы земледелия. Правильная смена

культур позволяет полнее использовать питательные вещества почвы и

вносимых удобрений, успешнее вести борьбу с сорняками, вредителями и

болезнями, подавлять их вредное воздействие на культурные растения.

43

Возделывание разнообразных культур в таком севообороте обеспечивает

им лучшие фитосанитарные условия, предохраняет почву от эрозии, поз-

воляет увеличивать в ней запас органического вещества и улучшать ее фи-

зические свойства [51, 52].

Для условий орошения на местном стоке наиболее приемлемы

упрощенные высоконасыщенные севообороты короткой ротации,

севообороты, характерные для фермерских (крестьянских) хозяйств,

циклического орошения.

Приоритетность в севообороте отводится тем культурам, которые

ввиду своих биологических особенностей:

- испытывают наибольшую потребность в орошении в весенний пе-

риод и первую половину лета;

- имеют относительно невысокие оросительные нормы;

- наиболее адаптивны к местным условиям.

В таблице 7 приводятся данные зависимости суммы активных тем-

ператур от скороспелости культур [53].

Таблица 7 – Потребность в сумме активных температур (С º)

у различных культур

Культура Сорт

раннеспелый среднеспелый позднеспелый

1 2 3 4

Лен-долгунец 1000 1100 1300

Горох 1100 1350 1550

Ячмень яровой 1150 1300 1400

Гречиха 1200 1300 1400

Картофель 1000–1200 1100–1500 1400–1800

Капуста 1000–1200 1200–1500 1300–1700

Лук 1500–1600 1600–1700 > 1700

Томаты 1800–1900 1900–2000 > 2000

Огурец 800–900 900–1000 > 1000

Овес 1250 1400 1500

Рожь озимая 1300 1350 1400

Пшеница яровая 1300 1500 1700

Конопля на волокно 1300 1500 1800

Просо 1400 1600 1860

Фасоль 1500 1700 2000

Подсолнечник 1600 2000 2300

Кукуруза на силос 1700 2200 2600

Сахарная свекла 1800 2100 2400

Кукуруза на зерно 2000 2500 3000

Соя 2000 2500 3000

44

Продолжение таблицы 7

1 2 3 4

Пшеница озимая 2100 2600 3200

Сорго 2200 2500 3000

Рис 2200 2700 3200

Хлопчатник 3000 3400 4000

Люцерна 3500–4500

Для зон и хозяйств с недостатком орошаемых земель наиболее эф-

фективны следующие схемы овощных севооборотов короткой ротации:

1 – капуста, 2 – томаты, 3 – огурцы, 4 – лук, корнеплоды, 5 – картофель;

1 – томаты, 2 – капуста, 3 – огурцы, 4 – лук, корнеплоды [52, 54, 55].

Севообороты крестьянских хозяйств в орошаемой зоне имеют свои

особенности и также приемлемы для использования в условиях поливов

местным стоком. В них можно возделывать практически все полевые куль-

туры, продукция которых пользуется повышенным спросом и которые от-

вечают требованиям к орошению в условиях ограниченности водных ре-

сурсов. Это зерновые – озимая пшеница, кукуруза, гречихи, просо и др.;

кормовые – люцерна, люцерно-злаковые смеси, кукурузо-сое-суданковые и

злаково-бобовые смеси на корм, подсолнечник, соя, горчица, овощные и

бахчевые культуры, картофель [56].

Чередование культур в севооборотах должно обеспечивать сохране-

ние и повышение плодородия, а культуры следует размещать по лучшим

предшественникам.

Наиболее приемлемы следующие севообороты с короткой ротацией:

1 – озимая пшеница + пожнивно горох-овес (ячмень) + рапс, 2 – кар-

тофель, капуста, корнеплоды, 3 – лук, перец, баклажаны, 4 – подсолнечник

½ поля + кукуруза на силос или зерно ½ поля или 1 – кукуруза на зернофу-

раж или силос, 2 – злаково-бобовая смесь + гречиха на зерно, 3 – соя, горох

на зерно, 4 – подсолнечник, 5 – ячмень на зернофураж, или 1 – горох на

зерно + поукосно кормосмесь, 2 – ячмень или озимая пшеница, 3 – одно-

летние травы на корм и семена [52, 54].

Во многих крестьянских хозяйствах имеется животноводство, по-

этому в севообороты необходимо включать кормовые культуры.

Чередование культур в них может быть таким: 1 – люцерна на корм,

2–3 – люцерна на корм и семена, 4 – бахчи продовольственные, 5 – ячмень

с подсевом люцерны или 1 – злаково-бобовая смесь на зернофураж,

2 –бахчи продовольственные, 3 – ячмень на зернофураж, или 1 – горох на

зерно, 2–3 – овощные (капуста, томаты), 4 – огурцы, лук, 5 – картофель,

корнеплоды, или 1 – озимая пшеница на зерно, 2 – кормовые корнеплоды,

45

картофель, 3 – ячмень с подсевом люцерны, 4–5 – люцерна на корм и семе-

на, или 1 – кукуруза на корм, 2 – ячмень с подсевом люцерны, 3–4 – мно-

голетние травы, 5 – бахчи продовольственные [51, 55].

Если в крестьянском (фермерском) хозяйстве есть возможность вы-

делить для овощных культур отдельный участок, то чередование культур

на нем должно быть таким: 1 – капуста, 2 – томаты, 3 – огурцы, 4 – лук,

5 – картофель, корнеплоды. При невозможности выделить отдельный уча-

сток, овощные культуры размещают в полевом севообороте после озимой

пшеницы, гороха или оборота пласта люцерны [57].

В ФГБНУ «РосНИИПМ» [53, 55] проведена работа по совершен-

ствованию схем овощных севооборотов для Ростовской области.

В результате исследований установлено, что в целях оптимизации севооб-

оротов следует ограничить усиливающуюся тенденцию к чрезмерной кон-

центрации овощных культур в овощных севооборотах, которая сокращает

возможность использования овощных культур в качестве предшественни-

ков кормовым культурам, что приводит к снижению продуктивности паш-

ни и не рациональному использованию почвенного плодородия. Опти-

мальным оказался шестипольный овощной севооборот со следующим че-

редованием культур: 1 – озимая пшеница и повторной культурой, 2 – огу-

рец, 3 – капуста поздняя, 4 – томат, 5 – лук, столовые корнеплоды, 6 – ран-

ний томат с повторной культурой.

К сожалению, во многих случаях состояние мелиорированных зе-

мель, в частности в условиях орошения местным стоком, оказывается в де-

градированном состоянии, в связи с чем в ФГБНУ «РосНИИПМ» разрабо-

таны варианты мелиорации черноземов за счет совершенствования звеньев

севооборотов при циклическом орошении [57].

Характерными случаями мелиорации орошаемых черноземов явля-

ются следующие варианты: при деградации черноземов от 10 % до 20 %

(высокий уровень состояния почв); при деградации черноземов свыше

20 % до 35 % (средний уровень); при деградации черноземов на площади

свыше 35 % до 50 % (низкий уровень).

Вариант 1. Представлен способ мелиорации орошаемых черноземов

путем сочетания циклов – чередования орошаемого и богарного земледе-

лия с использованием систем севооборотов для влаголюбивых и засухо-

устойчивых сельскохозяйственных культур при выявлении деградацион-

ных процессов черноземов на площади от 10 % до 20 % на орошаемом

массиве.

46

Система восьмипольного севооборота включает возделывание сле-

дующих влаголюбивых культур: томаты, огурцы, картофель, бахчевые,

многолетние травы.

Для снижения уровня грунтовых вод и вторичного засоления из опи-

санного севооборота выводят влаголюбивые орошаемые сельскохозяй-

ственные культуры (томаты, огурцы). Последние необходимо заменить на

озимую пшеницу + пожнивно злакобобово-рапсовые смеси, кукурузу на

зерно, люцерну 1 года жизни. Пример такого севооборота может быть сле-

дующим: 1 – пар чистый, 2 – озимая пшеница, 3 – кукуруза на зерно,

4 – многолетние травы, 5 – многолетние травы, 6 – многолетние травы,

7 – просо, 8 – многолетние травы [57].

Вариант 2. Мелиорация орошаемых черноземов при выявлении де-

градационных процессов свыше 20 % до 35 % площади орошаемого мас-

сива в системе восьмипольного севооборота путем введения солеустойчи-

вых культур для расселения пахотного горизонта.

Богарная агрокультура за рассматриваемый период в условиях сни-

жения сезонного соленакопления и увеличения глубины залегания уровня

грунтовых вод позволяет частично улучшить почвенно-мелиоративное со-

стояние орошаемых земель. Сельскохозяйственные культуры с глубиной

корневой системы 1,5 м и более (озимая пшеница, ячмень яровой, горох,

подсолнечник, люцерна на корм и семена, сорго-суданковый гибрид и

т. д.) способствуют биологическому дренажу и обеспечивают на чернозе-

мах вторично-лугово-степной тип почвообразования с глубиной залегания

УГВ более 2,5 м, исключающий вторичное засоление и переувлажнение

почв.

На полях таких участков следует располагать 8-польный травяно-

пропашной севооборот: 1–4 – многолетние травы, 5 – озимая рожь (трити-

кале) + поукосно кукурузно-сорго-сое-подсолнечниковая смесь на силос,

6 – кукуруза на зерно, 7 – кормовые корнеплоды, 8 – ячмень или просо на

зерно с подсевом многолетних трав.

В хозяйствах, специализирующихся на производстве животноводче-

ской продукции севооборот может быть насыщен зернофуражными куль-

турами: 1 – сидераты, 2 – озимая пшеница, 3 – сахарная свекла, 4 – ячмень,

5 – зернобобовые, 6 – горох, 7 – озимая пшеница, 8 – подсолнечник.

Устойчивость и повышение плодородия черноземов при деградаци-

онных процессах свыше 20 % до 35 % площади орошаемого массива, воз-

можны при введении многолетних трав или выводного поля многолетних

трав: 1 – пар занятой (эспарцетовый), 2 – озимая пшеница, 3 – просо,

47

4 – пар 0,5 + горох 0,5, 5 – кукуруза на силос, 6 – ячмень + многолетние

травы, 7 – многолетние травы, 8 – многолетние травы (выводное поле) или

1 – озимая пшеница, 2 – ячмень + многолетние травы, 3 – многолетние

травы, 4 – многолетние травы, 5 – озимая пшеница (рожь), 6 – горох,

7 – многолетние травы (выводное поле). При таком способе мелиорации

орошаемых черноземов севообороты должны быть развернуты во времени,

а в пространстве могут не полностью: ежегодно размещается часть севооб-

орота – половина, четверть или одно поле [57].

Вариант 3. Мелиорация орошаемых черноземов при проявлении де-

градационных процессов на площади свыше 35 % до 50 % занятой систе-

мой севооборота при возделывании сельскохозяйственных культур путем

замены ряда влаголюбивых растений засухоустойчивыми растениями, та-

кими как кукуруза, пырей сизый, волоснец сибирский, кострец безостый,

пырей безкорневищный, пырей удлиненный, люцерна желтая, лядвинец

рогатый, регнерия североказахстанская, пырей промежуточный, люцерна

тяньшанская, люцерна, клевер розовый, овсяница луговая, полевица белая,

лисохвост вздутый, бескильница Гаккеля, райгарс, рапс, могар, фацелия,

суданская трава, просо, пшеница.

Наиболее благоприятные севообороты на таких площадях следую-

щие:

- 1 – люцерна, 2 – люцерна, 3 – люцерна на один укос и поукосно ку-

куруза на зеленый корм, 4 – озимая рожь на зеленый корм, 5 – соя, 6 – ку-

куруза на зерно, 7 – ячмень с подсевом люцерны, 8 – многолетние травы

(выводное поле). Структура севооборота: 57,2 % кормовых культур (лю-

церна – 42,9 %); 28,6 % зерновых культур (кукуруза на зерно – 14,3 %, яч-

мень – 14,3 %, соя – 14,2 %); остальные – 28,6 %.

- 1 – люцерна, 2 – люцерна, 3 – люцерна на один укос + поукосно

многокомпонентная смесь на зеленый корм или кукуруза на силос, 4 – зла-

кобобовая смесь с подсевом суданской травы на зеленый корм с использо-

ванием отавы второго укоса на сидерат, 5 – рапсо-ячменная смесь на зеле-

ный корм + многокомпонентная смесь на зеленый корм, 6 – горохо-

подсолнечниковая смесь на зеленый корм, 7 – озимая пшеница, 8 – много-

летние травы (выводное поле). Структура севооборота: 71,4 % кормовых

культур (42,9 % люцерна); 28,6 % зерновых культур. При этом следует от-

метить, что структура предложенных севооборотов соответствует анало-

гам, применявшимся в период расцвета мелиорации [57].

Предложенные варианты способа мелиорации орошаемых чернозе-

мов позволяют восстановить естественные условия протекания почвообра-

48

зовательных процессов за счет биологического дренажа, выноса культура-

ми солей из почвы, пополнения органического вещества значительным ко-

личеством пожнивных остатков, что подтверждает возможность мелиора-

ции черноземов путем циклического чередования орошаемого и богарного

земледелия с введением в систему севооборотов соле- и засухоустойчивых

растений.

Для циклического орошения в ФГБНУ «РосНИИПМ» разработан

специальный севооборот, который может применяться в условиях местно-

го стока и предусматривает двухгодичное чередование орошаемых и не-

орошаемых фаз [45].

Севооборот включает:

- неорошаемую фазу: 1 – подсолнечник, 2 – яровой ячмень + белая

горчица на сидераты;

- орошаемую фазу: 3 – картофель (предполивная влажность почвы

70–80 % НВ, оросительная норма 2200 м3/га), 4 – капуста (предполивная

влажность почвы 85–90 % НВ, оросительная норма 3000 м3/га);

- неорошаемую фазу: 5 –сахарная свекла, 6 – просо на зерно + горо-

хо-подсолнечная смесь на корм;

- орошаемую фазу: 7 – кукуруза на зерно (предполивная влажность

почвы 70–80 % НВ, оросительная норма 3500 м3/га), 8 – соя на зерно

(предполивная влажность почвы 70–80 % НВ, оросительная норма

4500 м3/га).

За ротацию такого севооборота происходило накопление гумуса, и

этот процесс наблюдался в основном при неорошаемом режиме. В среднем

при таком севообороте ежегодно получалось 6 т к. е./га, а накопление гу-

муса составило 6,3 т/га. С целью повышения эффективности технологии

при использовании системы севооборота для влаголюбивых и засухо-

устойчивых культур, каждое поле севооборота, занимаемое под влаголю-

бивую культуру, орошают в течение 20–50 % продолжительности ротации

принятого севооборота. Так при 50 % орошении – в неорошаемом цикле из

восьми полей находится четыре поля.

Другим вариантом циклического орошения является двухлетнее воз-

делывание влаголюбивых культур (картофель, капуста), оросительные

нормы которых составляют соответственно 2000–2200; 2800–3000 м3/га.

На третий год выращивают морковь или свеклу с поливом нормой

400 м3/га для получения всходов. На четвертый год получают зерновые без

поливов, а на пятый год поле используют для сидераций. Для поддержания

49

почвенного плодородия в качестве сидератов чаще всего применяют гор-

чицу или горох [41].

7.2 Орошение

В условиях орошения местным стоком необходимо осваивать мало-

требовательные к влаге культуры. Оптимум влажности почвы для различ-

ных культур приведен согласно классификации В. Ф. Валькова (табли-

ца 8) [58].

К малотребовательным к влаге относятся те культуры, оптимальная

предполивная влажность почвы которых составляет менее 60 % НВ

(люцерна, просо, сорго, лен и др.), 60–70 % НВ (свекла, люцерна, пшеница,

рожь, ячмень, хлопчатник, подсолнечник, просо, сорго, горчица, лен,

арбуз, дыня), а также ряд культур, оптимум влаги которых находится в

пределах 70–80 % НВ (картофель, капуста, кукуруза, овес, гречиха, горох,

соя и др.).

Таблица 8 – Оптимум влажности почвы для различных культур

Содержание воды в почве, % от полевой влагоемкости

более 100 100–80 80–70 70–60 менее 60

Рис Огурцы, мята пе-

речная, манда-

рин, фейхоа, чай

Картофель,

гречиха, смо-

родина, горох,

капуста, кле-

вер, овес, ку-

куруза, соя

Свекла, люцер-

на, пшеница,

рожь, ячмень,

хлопчатник,

подсолнечник,

арбуз, дыня, ви-

ноград

Люцерна, про-

со, сорго, гор-

чица, лен, та-

марикс, маш

Из влаголюбивых культур при орошении в условиях местного стока

может быть использован огурец, вегетационный период которого, как пра-

вило, завершается в первой половине лета, когда источники орошения на

основе местного стока не исчерпаны.

Если имеется оросительная вода низкого удовлетворительного каче-

ства по наличию в ней солей, и нет возможности по ее улучшению, то при

подборе культур в севообороте необходимо учитывать их солеустойчи-

вость (приложение Г) [11].

При орошении сельскохозяйственных культур из водных источников

на основе местного стока, характеризующихся ограниченностью ресурсов,

рациональное использование поливной воды имеет приоритетное значе-

ние. В этих условиях режим орошения возделываемых культур должен

быть ресурсосберегающим [59, 60].

50

Исследования, проведенные ФГБНУ «РосНИИПМ, другими

ведущими научно-исследовательскими организациями, показывают [52,

61, 62], что основными направлениями в рационализации использования

оросительной воды являются:

- дифференциации режима орошения в зависимости от потребности

растений во влаге в разные фазы вегетации;

- сокращение поливных и оросительной норм при обязательных

поливах в критические фазы вегетации сельскохозяйственных культур;

- совершенствование способов полива.

Первое и второе направления основаны на значительной экономии

оросительной воды (до 400–600 м3/га за вегетационный период) при

минимальном снижении урожайности сельскохозяйственных культур (на

6–10 %). Третье, основанное на применении капельного орошения,

позволяет в ряде случаев снизить оросительную норму

сельскохозяйственных культур на 30–40 % и на 10–15 % увеличить

показатели урожайности [52, 62, 63].

Установлено, что допустимо снижение поливной нормы ниже

расчетной на 10–13 % [51, 52]. При этом урожайность основных

сельскохозяйственных культур находится в пределах результатов,

полученных при расчетной поливной норме. Дальнейшее уменьшение

поливной нормы нежелательно, так как приводит к потерям урожая на

18–31 % [51, 52].

7.3 Агротехнические приемы

Агротехнические приемы при выращивании сельскохозяйственных

культур в условиях орошения на местном стоке должны быть прежде всего

направлены на повышение эффективности использования оросительной

воды. Известно, что при орошении происходит нарушение структуры и

физико-механических свойств почвы [52, 61, 63]. Многократные влагоза-

рядковые, вегетационные поливы, ежегодная обработка на одну и ту же

глубину с применением тяжелых тракторов приводит к уплотнению почв:

в подпахотном горизонте образуется «плужная подошва» с низкой водо-

проницаемостью, что препятствует аккумуляции влаги в подпахотном го-

ризонте, вызывает переувлажнение пахотного горизонта в момент посева с

последующим быстрым его иссушением.

Установлено, что при дождевании черноземов эффективно использу-

ется только 55–65 % поливной воды. Остальная, минуя растения, расходу-

51

ется на сток и испарение [64]. На равнинных почвах вода дождей в 30–40 мм

и оросительная вода при норме полива выше 400 м3/га не впитывается

полностью почвой, стоит на ее поверхности, быстро испаряясь [65].

При орошении на местном стоке, для которого характерен дефицит

водных ресурсов, повышение эффективности использования оросительной

воды, является резервом повышения эффективности земледелия.

Решением данной проблемы является применение комплекса нетра-

диционных агромелиоративных приемов обработки почвы, направленных

на сведение к минимуму отрицательного влияния рассмотренных негатив-

ных факторов. Среди названных приемов – глубокое безотвальное рыхле-

ние, кротование, щелевание, чизелевание, фрезерование, поливы по бороз-

дам-щелям и др.

Щелевание способствует увеличению скорости впитывания дожде-

вых и оросительных вод в 2,0–2,5 (при обработке на 0,25–0,30 м) и в 3,5–

4,0 раза (при обработке на 0,35–0,40 м); равномерному увлажнению поля;

устранению возможности возникновения почвенной корки; снижению во-

допотребления сельскохозяйственных культур на 17–25 %.

Фрезерование дает возможность довести плотность почвы в пахот-

ном горизонте до оптимальных параметров – 1,0–1,1 г/см3; снизить засо-

ренность посевов (посадок) более чем в два раза; снизить коэффициенты

водопотребления сельхозкультур на 16–31 %.

Глубокое безотвальное рыхление позволяет: уменьшить объемную

массу почвы в слое 0,5 м на 9–11 %; увеличить общую порозности в под-

пахотном горизонте на 9 %; повысить температуру почвы в ранневесенний

период на 0,9–1,4 оС, ускорить полевые работы в весенний период [65–69].

Эти приемы направлены на разуплотнение почв, снижение объемной

массы, увеличения порозности, увеличения скорости фильтрации. Поэтому

при орошении на местном стоке на фоне общепринятой технологии выра-

щивания сельскохозяйственных культур необходимо сделать акцент на

применение названных агромелиоративных приемов.

7.4 Сельскохозяйственное использование лиманов

Лиманы используют для повышения продуктивности естественных

лугов и пастбищ. Лиманные земли возможно использовать под посевы

зерновых культур позднего сева, кукурузы на силос, а также под много-

летние травы [11, 25].

52

При правильном сочетании распаханных площадей с естественными

сенокосами, при умелом выборе и размещении сельскохозяйствен-

ных культур на лиманах с последующим соблюдением приемов агротех-

ники эффективность площадей с ЛО может быть увеличена в три-четыре

раза по сравнению с экстенсивным использованием, а, следовательно, по-

вышается и экономическая эффективность.

Большую организационно-хозяйственную и агротехническую роль в

повышении культуры земледелия, плодородия почв и урожаев на лиманах

выполняют севообороты.

Периодическое чередование культур в севообороте возможно при

повторных и непродолжительных бессменных посевах устойчивых к воз-

делыванию на одном месте однолетних растений и при оставлении много-

летних трав на два – четыре года использования.

При подборе культур и составлении наиболее рационального сево-

оборота для участка лиманного орошения учитываются следующие факто-

ры: площадь орошения, обеспеченность водными ресурсами, продолжи-

тельность и глубина затопления, равномерность затопления.

Для хозяйства с развитым животноводством наибольшую ценность

представляют высокопродуктивные культуры: кукуруза на силос, судан-

ская трава и люцерна в смеси со злаковыми травами.

В зависимости от типа лиманов и режима их затопления, для участ-

ков лиманного орошения рекомендуются следующие схемы севооборотов.

Кормовой шестипольный: 1 – ячмень, просо с подсевом многолетних

трав, 2–4 – многолетние травы, 5–6 – кукуруза, уплотненная подсолнечни-

ком и соей. Кормовые культуры здесь занимают 83 %, зерновые –

17 % [28].

Кормовой семипольный: 1 – просо или суданская трава с подсевом

многолетних трав, 2–4 – многолетние травы, 5–7 – кукуруза в смеси с соей

или уплотненная соей или подсолнечником. Здесь кормовым культурам

отводится вся площадь лиманов.

В кормовые севообороты без многолетних трав целесообразно вво-

дить высокобелковые зернобобовые культуры. Севооборот будет иметь

следующий вид: 1 – кормовой горох в смеси с подсолнечником, 2 – куку-

руза, 3 – кормовой горох в смеси с подсолнечником, 4 – суданская трава.

Для различных культур, в зависимости от нормы орошения, может

быть достигнута запланированная урожайность (таблица 9) [27].

53

Таблица 9 – Нормы лиманного орошения для основных

сельскохозяйственных культур

Культура Оросительная нора при

лиманном орошении,

м3/га

Коэффициент

водопотребления,

м3/т

Плановая

урожайность,

т/га

Пшеница:

- озимая 2600–3200 2000 2

- яровая 2800–3400 2300 1,8

Кукуруза:

- на зерно 2200–3200 1600 2,5

- на силос 2600–3500 150 30

Люцерна на сено 3200–3500 900 5

Сахарное сорго

на силос 2400–3300 130 30

При введении севооборотов особое внимание необходимо уделить

организации территории. Поля севооборотов должны быть размещены в

соответствии с рельефом и типом почв, а на многоярусных лиманах – с

учетом числа и размера ярусов. В многоярусных лиманах удобно совме-

щение валов с границами поля севооборота.

Для улучшения ботанического состава трав на лиманах необходимо

проводить весеннее боронование почв, однократное внесение полных доз

минеральных удобрений, применение гербицидов, подсев трав.

Боронование почв в два – четыре следа повышает выход сена на

30–35 %. Под весеннее боронование на каштановых почвах вносят

N60P60K30, что повышает урожайность сена на 50–60 % [26].

Каждые пять-шесть лет следует проводить омолаживание пырейного

травостоя путем дискования. Дискование и фрезерование на глубину 5–

7 см дернины на лимане создает мульчирующий слой, что предохраняет от

испарения влаги. В этом случае влажность метрового слоя почвы в течение

всей вегетации трав увеличивается на 3–4 % НВ, а влаги на 180–

210 м3/га [27].

С учетом изменчивой обеспеченности водоисточников на местном

стоке следует в севооборотах предусматривать определенный набор засу-

хоустойчивых и влаголюбивых культур с режимом орошения.

С целью совершенствования технологии орошения существующих

участков ЛО рекомендуются следующие мероприятия:

54

- глубоководные лиманы: реконструкция по схеме мелкоярусных

лиманов; реконструкция гидротехнических сооружений (ГТС), валов и

дамб;

- зарегулированные естественные лиманы: реконструкция ГТС; ре-

конструкция размытых валов лиманов (дамб); рекультивация участков

размыва;

- приканальные лиманы: реконструкция с возможностью комбини-

рованного затопления как водами ОС, так и местным стоком; реконструк-

ция межхозяйственных каналов ОС (в т. ч. ГТС); увязка оросительных и

сбросных каналов по высоте.

При реконструкции и проектировании в районах, где нет возможно-

сти гарантированно производить затопление участков лиманов, нужно рас-

считывать только на местный сток с учетом уменьшившихся объемов ве-

сенних талых вод и паводков:

- агротехнические мероприятия: боронование, дискование, щелева-

ние с подсевом многолетних трав и внесением минеральных удобрений;

- мелиоративные мероприятия – внесение гипса на засоленных поч-

вах.

8 Общие требования к проектированию и эксплуатации объектов

на местном стоке

8.1 Водохранилища (пруды)

Общие требования к проектированию и эксплуатации водохранилищ

(прудов) при строительстве и реконструкции существующих представлено

в следующих нормативных документах:

- СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологиче-

ских характеристик [70];

- СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные поло-

жения [71];

- СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия [72];

- СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений [73];

- СНиП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов [74];

- СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные [75];

- ВСН 33-3.02.01-84 Типовая инструкция по эксплуатации водохра-

нилищ для нужд орошения, емкостью до 10 млн м3 [76].

55

Организация и порядок проведения инженерных гидрологических

расчетов по определению гидрологических характеристик для обоснования

проектирования новых, расширения, реконструкции и технического перево-

оружения действующих сооружений осуществляется по СП 33-101-2003 [70].

Свод правил (СП) содержит основные методы и схемы расчета средних го-

довых, максимальных расходов воды и объемов стока весеннего половодья

и дождевых паводков, гидрографов, внутригодового распределения стока,

отметок наивысших уровней воды рек и озер и минимальных расходов во-

ды.

Нормы и правила на строящиеся и реконструируемые речные и др.

гидротехнические сооружения представлены в СНиП 33-01-2003 [71],

СНиП 2.02.02-85* [73].

Реконструкция гидротехнического сооружения производится при

изменении нормативных требований, в случае изменения условий эксплуа-

тации (изменение расчетного сбросного расхода, работа сооружения в

комплексе с вновь построенными объектами и т. п.). При реконструкции

следует предусматривать максимальное использование существующих

элементов сооружений, находящихся в нормальном эксплуатационном со-

стоянии.

Техническое состояние реконструируемых сооружений и их элемен-

тов следует определять специальными исследованиями и расчетами на ос-

нове фактических характеристик строительных материалов и грунтов ос-

нования, принятых для проектов реконструкции. Основные положения и

правила по определению и учету постоянных и временных нагрузок и воз-

действий, а также их сочетаний отображены в СНиП 2.01.07-85* [72].

Проектирование оснований гидротехнических сооружений речных,

мелиоративных и др. отображено в СНиП 2.02.02-85* [73].

При проектировании оснований гидротехнических сооружений

должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, дол-

говечность и экономичность сооружений на всех стадиях их строительства

и эксплуатации.

Проектирование новых и реконструкцию существующих плотин из

грунтовых материалов, входящих в состав сооружений строительства ме-

лиоративных и др. сооружений осуществляется по СНиП 2.06.05-84* [74].

Створ плотины следует выбирать на основании технико-

экономического сопоставления вариантов в увязке с компоновкой гидро-

узла и в зависимости от топографических, гидрологических и инженерно-

56

геологических условий площадки строительства и требований охраны

природной среды.

Тип плотины следует выбирать в зависимости от топографических и

инженерно-геологических или инженерно-геокриологических условий ос-

нования и берегов, особенно льдистости грунтов основания и размеров

подруслового талика, гидрологических и климатических условий района

строительства, величины напора воды, наличия грунтовых строительных

материалов, сейсмичности района, общей схемы организации строитель-

ства и производства работ, особенностей пропуска строительных расходов

воды, сроков ввода в эксплуатацию и условий эксплуатации плотины.

Тип и конструкцию плотины следует выбирать на основании техни-

ко-экономического сравнения вариантов, учитывающих технологию стро-

ительных работ, а также общую компоновку гидроузла. Сравниваемые ва-

рианты должны иметь одинаковую степень проработанности и надежно-

сти. Для возведения плотины из грунтовых материалов надлежит преду-

сматривать использование грунта и камня, полученных из полезных вы-

емок.

Реконструкцию плотин из грунтовых материалов следует осуществ-

лять при необходимости:

- увеличения призмы регулирования водохранилища;

- повышения требований к надежности сооружения и условиям его

эксплуатации;

- повышения экономичности сооружения за счет уменьшения потерь

воды и затрат на его эксплуатацию;

- выполнения требований по охране природной среды.

Возвышение гребня плотины надлежит определять для двух случаев

стояния уровня воды в верхнем бьефе:

- при нормальном подпорном уровне (НПУ) или при более высоком

уровне, соответствующем пропуску максимального паводка, входящего в

основное сочетание нагрузок и воздействий;

- при форсированном подпорном уровне (ФПУ), при пропуске мак-

симального паводка, относимого к особым сочетаниям нагрузок и воздей-

ствий.

Проектирование вновь строящихся и реконструируемых бетонных и

железобетонных плотин, входящих в состав сооружений мелиоративных

систем, осуществляют по СНиП 2.06.06-85 [75].

Вид бетонной или железобетонной плотины следует выбирать в за-

висимости от топографических, инженерно-геологических и климатиче-

57

ских условий с учетом сейсмичности района, компоновки гидроузла, наме-

чаемых способов и сроков строительных работ, наличия местных строи-

тельных материалов и условий эксплуатации плотины на основании тех-

нико-экономических показателей вариантов.

В плотинах устраиваются водосбросы, водоспуски и водовыпуски по

СНиП 2.06.06-85 [75]. Длину водосливного фронта плотины, размеры и

число пролетов поверхностных и глубинных водопропускных устройств

следует принимать на основании сравнения технико-экономических пока-

зателей вариантов, в зависимости от величины сбросного расхода основного

расчетного случая, устанавливаемой в соответствии со СНиП 33-01-2003 [71]

и допустимых при данных геологических условиях удельных расходов во-

ды; с учетом влияния потока на русло реки и работу других сооружений

гидроузла, требований к гидравлическому режиму руслового потока в

бьефах и изменения уровней воды в нижнем бьефе, вызываемого деформа-

циями русла и берегов.

Составление «Правил эксплуатации малых водохранилищ (прудов)

для нужд орошения» основывается на ВСН 33-3.02.01-84 [76] и распро-

страняются на периоды как постоянной, так и временной эксплуатации от-

дельных водохранилищ. Под временной эксплуатацией понимается экс-

плуатация сооружений (пускового комплекса) в период строительства и

начального наполнения водохранилища.

Особенности и характер эксплуатационной службы водохранилищ

для орошения определяются размерами и объемом водохранилища, соста-

вом основных сооружений, условиями и задачами регулирования речного

стока, инженерно-геологическими и морфометрическими условиями ложа

и береговой линии водохранилища и др.

Для проектируемых водохранилищ инструкции по эксплуатации

разрабатываются в составе проектов водохранилищ (рабочей документа-

ции) к моменту сдачи водохранилища в постоянную эксплуатацию за счет

средств, предусмотренных в сметах на проектирование водохранилищ.

Разработчики согласовывают инструкцию по эксплуатации конкретного

водохранилища с учреждениями, заинтересованными в использовании его

водных ресурсов, а также с бассейновым территориальным управлением

по регулированию использования и охране вод.

В состав инструкции по эксплуатации водохранилища должны

включаться следующие разделы: общие сведения о водохранилище; орга-

низация службы эксплуатации; мероприятия по поддержанию надлежаще-

го технического состояния водохранилища и его сооружений; уход за ме-

58

таллоконструкциями и механическим оборудованием; эксплуатационные

наблюдения за чашей водохранилища и состоянием сооружений; прило-

жения.

В состав инструкций должны быть включены вопросы техники без-

опасности при производстве работ на акватории водохранилища и ремонте

объектов эксплуатации, а также другие вопросы.

8.2 Оросительная сеть

Для организации оросительной сети для орошения на местном стоке

по ряду причин, приведенных в данном подразделе, наиболее целесооб-

разно использовать мобильные оросительные комплексы.

Мобильные оросительные комплексы в ряде случаев имеют пре-

имущество перед стационарной оросительной сетью. Применение ком-

плексов позволяет ускорить и упростить организацию орошения сельско-

хозяйственных культур, дает возможность сложный процесс строительства

постоянных оросительных сооружений с дорогостоящими проектно-

изыскательскими работами заменить сборкой на месте изготовленного на

заводе комплекта оборудования, сократить капиталовложения в пересчете

на гектар орошаемой площади. Кроме того, мобильные оросительные ком-

плексы не привязаны к одному орошаемому участку и могут перемещаться

по орошаемым массивам в зависимости от фактической потребности в по-

ливах.

8.2.1 Условия применения мобильных оросительных комплексов

Применение мобильных оросительных комплексов для полива сель-

скохозяйственных культур обосновано в следующих случаях [77]:

- в зоне неустойчивого увлажнения, где потребность в орошении

возникает в течение сравнительно непродолжительного срока;

- при использовании технологии периодического и циклического

орошения;

- в сложных гидрологических и гидрогеологических условиях;

- при отсутствии мощных источников орошения.

Основным фактором, обусловливающим естественное увлажнение

земель, является климат. Зона неустойчивого увлажнения характеризуется

периодическим преобладанием испарения над атмосферными осадками в

одни годы и сезоны и достаточной влажностью в другие сезоны и годы.

59

Поэтому оросительные мелиорации на территории этой зоны необходимы

не ежегодно, а периодически. В связи с этим строительство капитальной

стационарной оросительной системы экономически нецелесообразно, так

как затраты на строительство и на поддержание ее в рабочем состоянии

будут гораздо выше, чем эффект от ее использования. В этой ситуации ос-

новным фактором, обусловливающим применение мобильных ороситель-

ных комплексов, является экономический. Кроме этого, преимущество мо-

бильных оросительных комплексов над стационарной ОС в этих условиях

состоит в том, что:

- по окончании поливного периода элементы мобильные ороситель-

ные комплексы убираются с поливного участка и перевозятся на зимнее

хранение в помещение или на специально оборудованную площадку с

навесом. Это увеличивает срок службы элементов мобильных ороситель-

ных комплексов и упрощает осеннюю обработку почв по сравнению со

стационарной оросительной системой;

- в годы, когда нет необходимости орошать сельскохозяйственные

культуры, мобильных оросительных комплексов находится на хранении, а

некоторые элементы могут использоваться для других сельскохозяйствен-

ных работ. Например, при использовании в составе мобильных ороситель-

ных комплексов дождевальной машины ДДА-100ВХ трактор ДТ 75 может

использоваться для полевых работ.

Технологии циклического и периодического орошения сельскохо-

зяйственных культур предполагают перемещение оросительной техники

по полям севооборота с учетом чередования орошаемых полей. В этих

условиях использование стационарной оросительной сети также экономи-

чески нецелесообразно, так как мощности оросительной системы будут за-

действованы на 20–40 %.

Применение мобильных оросительных комплексов эффективно в

сложных геологических и гидрогеологических условиях (обильный приток

грунтовых вод, затопление территории талыми водами и т. д.). При строи-

тельстве оросительных систем стационарного типа в этих условиях прихо-

дится преодолевать большие трудности, связанные с возведением фунда-

ментов насосных станций и других гидротехнических сооружений. В этих

условиях мобильные оросительные комплексы имеют следующие пре-

имущества перед стационарной оросительной системой:

- элементы мобильных оросительных комплексов не требуют возве-

дения фундаментов, что в данных условиях значительно уменьшает затра-

ты на строительство;

60

- мобильные оросительные комплексы находятся на поливном участ-

ке только в период вегетации, что уменьшает воздействие природных фак-

торов на ее элементы.

Отсутствие мощных источников орошения не позволяет создавать

крупные централизованные оросительные системы. Для организации по-

ливного земледелия в этих условиях требуется регулирование местного

стока путем строительства прудов и водохранилищ при наличии благопри-

ятных морфологических и инженерно-геологических условий, особенно на

овражно-балочной сети, в пределах полей севооборотов, то есть на месте

формирования стока. Строительство прудов и водоемов должно обяза-

тельно сопровождаться работами по надежной защите их от заиления пу-

тем облесения и проведения противоэрозионных мероприятий на всей

площади водосбора. Оросительная способность таких прудов невелика.

Такие пруды будут иметь объем воды порядка 18–20 тыс. м3 и площадь

зеркала до 2 га. Накопленной водой можно полить 50–60 га. Экономически

наиболее выгодно орошать их с применением элементов мобильных оро-

сительных комплексов – дождевальных машин, разборных трубопроводов,

передвижных насосных станций и другого оборудования.

8.2.2 Структура мобильного оросительного комплекса и состав

мобильного оросительного оборудования

В качестве основной структурной единицы используется функцио-

нальный модуль. Структурная схема мобильной оросительной сети пред-

ставлена на рисунке 7 [78].

Мобильный оросительный комплекс состоит из трех основных

функциональных модулей: водозабор, водопроводящая сеть и поливное

устройство. Основными признаками функциональных модулей являются:

номенклатурное и типоразмерное многообразие, функциональная и кон-

структивная завершенность, внешняя совместимость в структурах старше-

го порядка, возможность обновления элементов и параметрических харак-

теристик.

Конструктивный модуль является составной единицей функцио-

нального модуля и представляет собой конструктивно и технологически

завершенное проектное решение элемента функционального модуля.

Примеры функциональных модулей мобильного оросительного ком-

плекса приведены в таблице 10 [78].

61

Мобильный оросительный комплекс

Водопроводящая

сетьВодозабор

Гидрант

напорной сетиПНС

Фланцевое

или другое

соединение

Всасы-

вающая

линия

Насос

Секции

трубо-

провода

Привод

Быстро-

сборное

соедине-

ние

Дождевальные

аппараты

Водопро-

водящая

ферма

При-

водНасос Борозды

МетизыПлат-

форма

Напор-

ная

линияАрматура

сети

Водопроводящие

трубопроводыДождевальные

насадки

Гибкий

шланг

Водовыпуски-

капельницы

Поливной

трубо-

провод

Функциональные

модули

Конструктивные

модули первого

порядка

Конструктивные

модули второго

порядка

Поливное устройство

Дождевальная

установка

Дождевальная

машина

Оборудование для

поверхностного

полива

Система

капельного

орошения

Полосы Фильтр

Рисунок 7 – Структурная схема мобильного оросительного комплекса

62

Таблица 10 – Элементы мобильного оросительного оборудования

Функциональный

модуль

мобильного

оросительного

комплекса

Условия применения

Дождевальные

машины

При поливе дождеванием при всех видах оросительной сети

(закрытая оросительная сеть, открытая, комбинированная)

Дождевальные

установки

При поливе дождеванием при всех видах оросительной сети

(закрытая оросительная сеть, открытая, комбинированная)

Разборные транс-

портирующие тру-

бопроводы

При всех способах полива, при всех видах оросительной сети

(закрытая оросительная сеть, открытая, комбинированная)

Передвижные

насосные станции

При всех способах орошения, при всех видах оросительной сети

(закрытая оросительная сеть, открытая, комбинированная)

Дождевальная машина – это передвижной самоходный агрегат для

преобразования водного потока в дождь. Предназначена для полива дож-

деванием зерновых, овощных, кормовых, технических культур, ягодных

кустарников, плодовых питомников, лугов, пастбищ и сенокосов.

В настоящее время разработаны и представлены на рынке в ассорти-

менте различные дождевальные машины, различающиеся по производи-

тельности (сезонная нагрузка 30–160 га), максимальной высоте поливае-

мых культур (0,7–2,0 м), способу перемещения по поливному участку

(фронтально, по кругу, продольно), способу забора воды (из гидранта

напорной сети, из открытого канала и временного оросителя) и т. д.

Дождевальная установка – это комплект оборудования, состоящий

из водопроводящего трубопровода и дождевальных аппаратов. Предна-

значена для полива дождеванием сельскохозяйственных культур. Полив

производится стационарно. Устанавливается на поливном участке в

начале периода вегетации и убирается по окончании. Развертывание

дождевальных установок на орошаемом участке производится вручную

или с помощью средств механизации. Забор воды производится из гид-

ранта напорной сети или от насосной станции, установленной на канале

или другом источнике орошения.

Разборный транспортирующий трубопровод служит для транс-

портировки воды от водозабора (передвижная насосная станция, гид-

рант напорной сети) к поливным устройствам (дождевальная установ-

63

ка, дождевальная машина, система капельного орошения, оборудование

для поверхностного полива).

Включает в себя секции трубопровода, которые соединяются между

собой с помощью быстросборных соединений (фланцевое, муфтовое, рас-

трубное и др.), то есть является мобильным. Это позволяет перемещать

трубопровод по севооборотному участку в межполивной период в зависи-

мости от потребности в орошении той или иной культуры в севообороте.

Кроме того, разборные трубопроводы включают в себя необходимую

арматуру:

- гидранты-водовыпуски, предназначенные для вывода воды из тру-

бопровода на уровень выше поверхности земли и дальнейшей подачи ее к

поливному устройству;

- задвижки устанавливаются в начале каждого оросительного трубо-

провода, а также в ответвлениях и предназначены для регулирования рас-

хода оросительной воды и сброса при опорожнении ремонтных участков;

- обратные и предохранительные клапаны, предназначенные для га-

шения гидравлического удара, возникающего при внезапном включении

насосов и прекращении подачи воды;

- воздушные вантузы, предназначенные для спуска излишнего воз-

духа, устанавливают в повышенных переломных точках профиля и в кон-

цевых или начальных точках оросительных трубопроводов;

- водовыпуски, применяемые для сбрасывания оросительной воды из

трубопровода перед морозами, при ремонте и промывке, устанавливают их

в пониженных точках профиля трубопровода или на отдельных ремонтных

участках.

Передвижные насосные станции предназначены для забора воды из

водоисточника и подачи ее через транспортирующий трубопровод с необ-

ходимыми напором и расходом к поливным устройствам. Передвижные

насосные станции обладают существенными преимуществами перед стаци-

онарными в мобильности, возможности применения на различных участках,

хранения в закрытом помещении в межполивной сезон. К ним относятся:

навесные и прицепные тракторные насосные станции; насосные станции с

собственными двигателями внутреннего сгорания и электродвигателями;

плавучие насосные станции с двигателями внутреннего сгорания и электро-

двигателями.

Перспективным направлением является создание конструктивных и

на их базе функциональных модулей, параметры которых соответствуют

достижениям научно-технического прогресса, и последующая компоновка

64

из них мобильных оросительных комплексов с различными функциональ-

ными возможностями.

Типизация элементов мобильного оросительного комплекса на осно-

ве модульного принципа создает условия для перехода от строительства

мобильных оросительных систем с индивидуальной комплектацией обору-

дования к прогрессивным формам организации производства с блочно-

модульной комплектацией стандартного и нестандартного оборудования.

Это даст возможность для широкой индустриализации методов проектиро-

вания, комплектации, поставки и монтажа оборудования, строительства и

эксплуатации мобильных оросительных систем. Типизация создает воз-

можность перехода на прогрессивные технологии каталожного и автома-

тизированного проектирования оросительных систем в целом.

8.2.3 Выбор дождевальной техники для использования

в составе мобильного оросительного комплекса

Выбор дождевальных машин для использования в составе мобильно-

го оросительного комплекса определяется следующими требованиями:

- мобильность – возможность перемещения дождевальной машины

по полям севооборота в межполивной период;

- расход дождевальной машины и количество одновременно работа-

ющих ДМ не должны приводить к увеличению диаметра распределитель-

ного трубопровода более 400 мм, так как это увеличивает трудоемкость

перемещения трубопровода в межполивной период.

Первому требованию удовлетворяют дождевальные машины, выпус-

каемые промышленностью в настоящее время: ДДА-100 ВХ, ДКДФ-1М [79]

и дождевальные машины барабанного типа «Bauer» и другие аналоги.

Конструкция дождевальных машин «Кубань», «Волжанка», «Днепр»,

«Фрегат» и «Ока» не дает возможности перемещать эти машины перпен-

дикулярно направлению их движения во время работы с одного поля сево-

оборота на другое без частичной или полной разборки, поэтому их исполь-

зование в составе мобильной оросительной сети не целесообразно.

Второму требованию удовлетворяют все перечисленные дождеваль-

ные машины при соблюдении следующего условия: суммарный расход

всех дождевальных машин, которые питаются от одного магистрального

передвижного трубопровода не должен превышать 180 л/с при отсутствии

своей насосно-силовой установки и 240 л/с при наличии на дождевальной

машине насосно-силовой установки. Исходя из этого, можно определить

65

следующий лимит использования дождевальной техники для работы в со-

ставе мобильной оросительной сети от одного распределительного трубо-

провода:

- не более двух машин – ДДА-100ВХ, ДКДФ-1М;

- не более шести машин – машины барабанного типа.

8.2.4 Алгоритм расчета параметров мобильного оросительного

комплекса

Гидравлические расчеты для подбора диаметра быстросборного тру-

бопровода и определения в нем гидравлических сопротивлений мало отли-

чаются от расчетов для обычных постоянных трубопроводов. Главной осо-

бенностью быстросборных трубопроводов является наличие большого ко-

личества стыковых соединений, легкая доступность к каждой трубе и со-

единению для осмотра, очистки и ремонта. Поэтому при расчете гидравли-

ческих сопротивлений следует пользоваться таблицами и формулами, ре-

комендуемыми для новых труб, а местные потери превышают 10 % от по-

терь по длине и рассчитываются по специальным формулам. Также одной

из особенностей мобильной оросительной сети является возможность ра-

боты от гидранта напорной сети, что позволяет экономить на приобрете-

нии и эксплуатации передвижной насосной станции. При расчете гидрав-

лического удара не учитывается давление грунта, оказываемое на трубо-

провод.

Подбор диаметра трубопровода и насосного оборудования к нему

производится по алгоритму, представленному на рисунке 8.

На первом этапе определяют исходные данные. Необходимые напор

и расход в голове трубопровода определяют в зависимости от способа

орошения. При орошении дождеванием определяют количество одновре-

менно работающих машин и параметры трубопровода: его длину, напор и

расход на входе в машину, перепад отметок между уровнем воды в водо-

источнике и самой удаленной, наивысшей точкой отбора воды из рассчи-

тываемого трубопровода.

Материал труб выбирают в зависимости от максимального рабочего

давления в трубопроводе. Кроме этого, трубопровод должен быть быстро

разборным, иметь минимальный вес и габариты отдельных элементов тру-

бопровода.

66

Рисунок 8 – Блок-схема алгоритма гидравлического расчета

мобильной оросительной сети

На втором этапе производят гидравлический расчет трубопроводов,

который заключается в подборе их диаметров, определении потерь напора,

чтобы в дальнейшем установить требуемый полный напор как в голове се-

ти, так и по участкам трубопровода.

При этом напор воды на выходе из гидранта должен соответствовать

напору, потребному для нормальной работы поливных устройств.

Расход воды в голове трубопровода (нетто и брутто) HT

pQ , БР

РQ , л/с,

определяют по формулам:

qnQHT

p , (14)

67

ТР

HTpБР

Р

QQ , (15)

где q – расход воды одной дождевальной машиной, л/с;

n – количество одновременно работающих дождевальных машин;

ТР = 0,96–0,97 – коэффициент полезного действия трубопровода.

Предварительный диаметр d , мм, определяют по расходу воды, ко-

торый необходимо подать для одновременно работающих машин:

opt

БР

РQ

d

41000 , (16)

где π = 3,14 – математическая константа, выражающая отношение длины

окружности к длине ее диаметра;

opt

– оптимальная скорость движения воды в расчетном участке тру-

бопровода, м/с.

В соответствии с сортаментом подбирают ближайший диаметр труб.

Уточняют скорость движения воды ν, м/с, в трубопроводе при внут-

реннем диаметре d, при этом следует иметь ввиду, что наивыгоднейшие

скорости движения воды для магистральных каналов составляют 1,5–

3,0 м/с, а для распределительных 0,9–2,6 м/с:

2

213,1

d

Q . (17)

Расчетный напор в голове трубопровода Р

H , м, определяют по фор-

муле:

hmlГРhhhHH , (18)

где ГH – геометрический (геодезический) напор, м;

lh – суммарные потери напора по длине трубопровода, м;

mh – суммарные потери напора на местные сопротивления, м;

hh – рабочий напор воды на гидранте, необходимый для обеспечения

работы дождевальной техники.

Потери напора по длине трубопровода l

h , м, определяют по формуле:

lihl

, (19)

где i – потери напора на единицу длины трубопровода (гидравлический

уклон);

l – длина трубопровода, м;

Для пластмассовых труб потери напора на единицу длины трубопро-

вода вычисляют по формуле:

68

226,1

774,1000685,0

di

, (20)

Для стальных и чугунных водопроводных труб:

- при 2,1ср

м/с: 3,1

2

00107,0d

iср

; (21)

- при 2,1ср

м/с:

3,0

3,1

2

867,01000912,0

ср

ср

di

, (22)

где ср – средняя скорость движения воды, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с2, g = 9,81 м/с2.

Находят потери напора на местные сопротивления, m

h , м:

gh

m2

2 , (23)

где – коэффициент потерь на местные стыковые сопротивления (выби-

рают по таблице 11).

Таблица 11 – Значения для соединений пластмассовых труб

Тип соединения Расчетная формула Материал труб Область применения

Фланцевый d344,0148,0

Полиэтилен или

винипласт

55 105Re108,2

Сварной 75,1

0046,0

d 55 105Re108,1

Раструбный d225,0113,0 55 106,5Re104,2

Муфтовый d156,0045,0 55 106Re108,1

На третьем этапе, после того как определили напор и расход в голове

трубопровода, необходимо определиться с источником орошения.

Если забор воды производится из открытого водоисточника (канал,

пруд, водохранилище), то необходимо произвести расчет насосного обору-

дования (этап 6).

Если же имеется гидрант, то выходим на следующее условие

(этап 4):

ГИДРрНН , (24)

где ГИДРН – напор воды на гидранте-водоисточнике, м.

При выполнении условия насосная станция не рассчитывается, а

производится уточнение диаметра труб (этап 5).

69

На пятом этапе задают ряд стандартных значений диаметров в диа-

пазоне от расчетного и определяют для каждого необходимый напор по

формуле (24). Расчетные значения заносят в таблицу 12.

Таблица 12 – Напор в голове трубопровода

Диаметр труб

наружный

D, мм

Диаметр

труб

внутренний

d, мм

Hг, м i l, м hl, м hm, м hh, м HP, м

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Определяют, при каком диаметре наиболее оптимально выполняется

условие (18), и полученный диаметр принимают за расчетный.

Если условие (этап 4, рис. 8) не выполняется, то выполняется расчет

насосного оборудования (этап 6).

Основными параметрами каждого насоса являются подача Q, напор

Н, мощность N и коэффициент полезного действия (КПД) .

Потребное количество насосов (n, шт.) для насосной станции, пода-

ющей воду по трубчатой напорной сети, определяют по формуле, шт.:

min

max

Q

Qn , (25)

где maxQ – подача воды насосной станцией, обеспечивающая максимальное ко-

личество одновременно работающих дождевальных машин, м3/с;

minQ – подача воды насосной станцией, обеспечивающая минимальное ко-

личество одновременно работающих дождевальных машин, м3/с.

Если забор воды производится из открытого водоисточника, то расчет-

ный напор '

рН определяют по формуле 18. При заборе воды из гидранта

напорной сети расчетный напор '

рН , м, будет равен:

ГИДРррННН '

. (26)

По определенному напору и имеющемуся расходу определяем марку

насоса и основные его характеристики.

На седьмом этапе алгоритма производят уточнение диаметра маги-

стрального трубопровода, исходя из технико-экономического расчета.

Определяют диапазон диаметров (в метрах), в пределах которого находит-

ся экономически наивыгоднейший диаметр нити напорного трубопровода

для расходов в пределах БР

рQ)2,175,0( .

70

Полученные значения диаметров (не менее трех вариантов) округ-

ляют до стандартных и определяют приведенные затраты на единицу дли-

ны трубопровода для каждого диаметра пр

К , руб., по формуле:

нТТТпрТЭКрКК )( , (27)

где Т

К – стоимость единицы длины нити трубопровода, руб.;

Тр – норма амортизационных отчислений и отчислений на текущий

ремонт, 051,0Т

р ;

Э – стоимость затрачиваемой электроэнергии, руб.;

нТ – нормативный срок окупаемости (восемь лет):

двн

р

БР

раТНQ

Э

81,9, (28)

где рН – расчетный напор насоса, м;

T – продолжительность работы насосной станции в поливной сезон:

btTi

, (29)

где it – число суток в периоде;

b – число часов работы насосной станции в сутки;

а – стоимость кВт·час электроэнергии или кг·час/л. с. жидкого топли-

ва, руб. Для жидкого топлива:

36,1

1

T

HC

T CN

qа , (30)

где Tq – расход топлива, кг/ч;

HCN – мощность НС, л. с.;

TC – стоимость единицы жидкого топлива;

1,36 – переводной коэффициент из л. с. в кВт.

н – КПД насоса, равное 0,70–0,80;

дв – КПД электродвигателя, равное 0,95.

Определяют приведенные затраты, приходящиеся на один год, в

пределах нормативного срока окупаемости П , руб/год:

н

пр

Т

КП . (31)

Проводимые расчеты сводят в таблицу 13.

71

Таблица 13 – Приведенные затраты на единицу длины напорного

трубопровода

D,

мм v, м/с hl, м hm, м Нр, м

Кт,

руб.

РтКт,

руб.

Э,

руб.

Кпр,

руб.

П,

руб./год

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Для наглядности строят график )(DfП . Принимают к установке

нить трубопровода с таким диаметром, которому соответствуют наимень-

шие приведенные затраты.

На восьмом этапе производят расчет гидравлического удара. Он вы-

зывает значительное повышение напряжений в материале труб, связанное

с повышением давлений в несколько десятков и даже сотен раз по сравне-

нию со статическим. Это может повлечь за собой разрыв трубопровода и

его деформацию с нарушением стыковых соединений. Чтобы иметь пред-

ставление о влиянии гидравлического удара на прочность трубопровода и

на состояние стыков, необходимо рассчитать величину повышенного дав-

ления в трубопроводе при гидравлическом ударе. Полученное значение

сравнивается с давлением, которое могут выдержать те или иные трубы,

для которых ведется гидравлический расчет.

Рассчитывают фактическое давление в трубопроводе, и

Р , Па:

риgНР , (32)

где ρ – плотность воды ρ = 1000 кг/м3;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

рН – напор в голове оросительной системы, м.

Давление в трубопроводе при гидравлическом ударе Р, МПа:

1000000

об

и

аРР

, (33)

где а – скорость распространения ударной волны, м/с;

об – обратная скорость движения воды, м/с, равная 0,6 ее скорости в

прямом направлении.

Скорость распространения ударной волны рассчитывают по формуле

Н. Е. Жуковского:

d

E

Ea

m

e

1

1425, (34)

где eE – модуль упругости воды, равный 2,1·108 кг с/м2;

72

mE – модуль упругости материала труб (для полиэтиленовых – 1,4–2,0·108;

для стальных – 2,1·1010; для чугунных – 1,0·1010; асбестоцементных –

0,12–0,18·1010; железобетонных – 0,37–5,6·1010 кг с/м2;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

– толщина стенок трубопровода, м.

Если значение давления в трубопроводе при гидравлическом ударе

превышает давление, которое выдерживают принятые трубы, то необхо-

димо предусмотреть предохранительные клапаны, а также использовать

задвижки на гидрантах, время закрытия которых является безопасным.

8.2.5 Типовые схемы и параметры мобильных

оросительных комплексов

На конфигурацию типовых схем использования мобильных ороси-

тельных комплексов влияют такие факторы, как тип и расположение водо-

источника по отношению к орошаемому севообороту, рельеф местности,

состав культур и площадь полей в севообороте.

Ниже представлены типовые схемы орошения пяти и шестипольных

циклически орошаемых севооборотов с использованием дождевальной тех-

ники [78]. Во всех случаях трубопроводы располагали на поверхности по-

лей. Для обеспечения беспрепятственного проезда сельскохозяйственной

техники на трубопроводах необходимо предусматривать переезды в виде

земляной насыпи.

Для локальных участков орошения на местном стоке рассмотрим не-

которые варианты компоновки оросительной сети.

На рисунках 9–11 рассмотрено самое невыгодное расположение

орошаемого поля в циклически орошаемом севообороте по отношению к

водоисточнику [80]. Приведенные в таблицах 14–16 параметры мобильно-

го оросительного оборудования позволяют произвести полив любого поля

рассматриваемого севооборота. При расчетах здесь и далее геодезическая

высота подъема от водоисточника до высоко расположенного гидранта

оросительной сети принята равной 10 м. Расчет производился по разрабо-

танному в ФГБНУ «РосНИИПМ» алгоритму, приведенному в пп. 8.2.4

настоящих методических указаний.

73

Магистральный

разборный

трубопровод

Магистральный

разборный

трубопровод

Транспортирующий

разборный

трубопровод

Транспортирующий

разборный

трубопровод

ДДА-100 ВХДДА-100 ВХДДА-100 ВХ

ДДА-100 ВХ ДДА-100 ВХ

НС НС

Рисунок 9 – Типовая схема расположения мобильного оросительного

комплекса с использованием дождевальной машины фронтального

действия ДДА-100 ВХ, ДКДФ-1М

Таблица 14 – Параметры мобильного оросительного комплекса с

использованием дождевальной машины ДДА-100ВХ,

ДКДФ-1М

Элемент мобильного оросительного

оборудования

Пятипольный

севооборот с од-

ним орошаемым

полем

Шестипольный се-

вооборот с двумя

орошаемыми по-

лями

1 2 3

Передвижная насосная станция

СНП-120/30, по-

дача 80–175 л/с,

напор 23–39 м

СНП-240/30,

подача 160–340 л/с,

напор 18–28м

74

Продолжение таблицы 14

1 2 3

Материал трубопровода – полиэтилен

Диаметр магистрального трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

250

252

355

363

Диаметр распределительного трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

250

252

250

252

Материал трубопровода – сталь

Диаметр магистрального трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

325

252

325

363

Диаметр распределительного трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

325

252

325

252

Длина магистрального трубопровода, м ≤ 2600 ≤ 2600

Длина распределительного трубопровода, м ≤ 1200 ≤ 2400

Таблица 15 – Параметры мобильного оросительного комплекса

с использованием дождевальной машины ДДН-100

Элемент мобильного

оросительного

оборудования

Пятипольный севооборот с

одним орошаемым полем

Шестипольный севооборот

с двумя орошаемыми

полями

1 2 3

Передвижная насосная

станция

СНП-120/30, подача

80–175 л/с, напор 23–39 м

СНП-240/30, подача

160–340 л/с, напор 18–28 м

Материал трубопровода – полиэтилен

Диаметр магистрального

трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

250

252

355

363

75

Продолжение таблицы 15

1 2 3

Диаметр распределительного

трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

250

252

250

252

Материал трубопровода – сталь

Диаметр магистрального и

распределительного трубо-

провода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

325

252

325

252

Длина магистрального трубо-

провода, м ≤ 2600 ≤ 2600

Длина распределительного

трубопровода, м ≤ 1200 ≤ 2400

Магистральный

разборный

трубопровод

Магистральный

разборный

трубопровод

Транспортирующий

разборный

трубопровод

Транспортирующий

разборный

трубопровод

ДДН-100ДДН-100ДДН-100

ДДН-100 ДДН-100

НС НС

Рисунок 10 – Типовая схема расположения мобильного оросительного

комплекса с использованием дождевальной машины ДДН-100

76

Магистральный

разборный

трубопровод

Магистральный

разборный

трубопровод

Транспортирующий

разборный

трубопровод

Транспортирующий

разборный

трубопровод

ДМ «Bauer»ДМ «Bauer»ДМ «Bauer»

ДМ «Bauer» штанга AS50 E31 ДМ «Bauer» штанга AS50 E31

НС НС

Рисунок 11 – Типовая схема расположения мобильного оросительного

комплекса с использованием ДМ «Bauer» Штанга AS50 Е31 100-520

Таблица 16 – Параметры мобильного оросительного комплекса

с использованием ДМ «Bauer» Штанга AS50 Е31 100-520

Элемент мобильного

оросительного оборудования

Пятипольный севооборот

с одним орошаемым по-

лем

Шестипольный севообо-

рот с двумя орошаемыми

полями

1 2 3

Передвижная насосная станция

СНП-80/80,

подача 70–110 л/с,

напор 65–82 м

СНП-100/100,

подача 90–135 л/с,

напор 85–100 м (2 шт.)

77

Продолжение таблицы 16

1 2 3

Материал трубопровода – полиэтилен

Диаметр магистрального трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

250

222

315

309

Диаметр распределительного трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

250

222

250

222

Материал трубопровода – сталь

Диаметр магистрального трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

273

222

325

309

Диаметр распределительного трубопровода:

- принятый, мм

- расчетный, мм

273

222

273

222

Длина магистрального трубопровода, м ≤ 1250 ≤ 1250

Длина распределительного трубопровода, м ≤ 1200 ≤ 2400

Применение полученных параметров мобильной оросительной сети

(материал и диаметр трубопровода, марка насосной станции) для констру-

ирования мобильной оросительной сети на конкретном севооборотном

участке возможно, если реальная длина трубопровода меньше или равна

приведенной в таблицах, а геодезическая высота подъема от водоисточни-

ка до максимально высоко расположенного гидранта меньше или равна

10 м. В противном случае необходимо произвести расчет параметров и

подбор элементов мобильного оросительного комплекса по алгоритму,

приведенному в пункте 8.2.4 настоящих методических указаний.

8.3 Системы лиманного орошения

При создании новых систем ЛО и реконструкции уже существую-

щих необходимо предъявлять высокие требования, такие как и к системам

регулярного орошения: они должны быть технически совершенными,

обеспечивать экономное и наиболее эффективное использование воды, ис-

ключать возможность подъема уровня грунтовых вод и возможность вто-

78

ричного засоления почв, гарантировать получение высоких урожаев всех

сельскохозяйственных культур, возделываемых на их площадях. В этом

плане наиболее совершенными в техническом отношении считаются ярус-

ные лиманы, конструкция которых позволяет регулировать глубину их

наполнения, продолжительность стояния воды и величину оросительной

нормы [11, 23].

8.3.1 Типы и конструкции

Лиманы можно подразделить на естественные, представляющие

собой природные понижения, затопляемые талыми водами без

вмешательства человека, и искусственные, создаваемые различными

способами, в зависимости от рельефа местности, системой земляных

оградительных валов или плотин.

Лиманы, создаваемые одним валом или дамбой, называются про-

стыми или одноярусными. По глубине наполнения лиманы подразделяют

на мелководные (15–40 см), среднего наполнения (40–70 см), глубоковод-

ные (более 70 см). Лиманы, создаваемые одним валом или дамбой, назы-

вают простыми или одноярусными, а несколькими рядами валов – ярус-

ными или многоярусными. Ярусы, в свою очередь, могут быть разделены

валами (вдоль склона) на части – секции.

Для устройства лиманов в долинах рек выбирают наиболее широкие

и выровненные участки. Затопление ярусов таких лиманов и регулирова-

ние продолжительности стояния в них воды обеспечиваются водовыпус-

ками, устроенными в валах лиманов. В долинах и поймах рек наиболее оп-

тимально устройство пойменных лиманов. Это простые глубоководные и

ярусные лиманы, использующие сток с больших водосборных площадей с

задержкой валами объемов воды, в несколько раз превышающих необхо-

димость для проектного увлажнения почвы. Лиманы в долинах и поймах

создают путем строительства плотин в русле рек и системы валов на при-

легающей площади. В период паводка при помощи плотины поднимают

уровень воды в реке. Вода выходит из берегов на прилегающие земли, где

посредством системы валов и сооружений распределяется по орошаемой

площади.

В некоторых случаях возникает необходимость инженерного обу-

стройства территорий естественных лиманов, которые представляют собой

понижения глубиной до 3 м с пологими берегами и плоским дном, посте-

пенно сливающиеся с окружающей равниной [11]. При наполнении самые

79

пониженные места затапливаются часто, срединные места затапливаются

реже неглубоким слоем и ненадолго, а прилегающие повышенные места

чаще всего остаются наименее увлажненными. В этих случаях целесооб-

разно инженерное обустройство территории естественного лимана путем

обвалования его верховой части. Это позволит задержать на возвышенной

территории лимана часть избыточной воды, что в свою очередь увеличит

площадь влагозарядкового полива.

На склонах степных водосборов рационально устройство лиманов

непосредственного наполнения талыми водами. Это простые и многоярус-

ные мелководные лиманы, использующие сток с малых водосборов, за-

держивающие расчетный объем стока.

При проектировании, а также реконструкции существующих систем

ЛО следует внимательно рассмотреть вопрос возможности устройства

ярусных лиманов мелкого слоя затопления, что в итоге сокращает удель-

ную водосборную площадь и оросительную норму и позволяет в большин-

стве случаев обходиться только земляными водообходами без специаль-

ных сооружений. Преимущества их, в отличие от глубоководных, заклю-

чаются в более равномерном распределении воды, отсутствии переувлаж-

ненных и заболоченных участков, в малых оросительных нормах, отвеча-

ющих потребностям возделываемых культур, в возможности применения

их как для пойменных (равнинных) участков, так и для склоновых [23].

Наиболее совершенными в техническом отношении считаются ярусные

лиманы, конструкция которых позволяет регулировать глубину их напол-

нения, продолжительность стояния воды и величину оросительной нормы.

В хозяйствах, расположенных вблизи водохранилищ, оросительных

и обводнительных каналов, стоит рассмотреть возможность дополнитель-

ного затопления лиманов из этих водоисточников. Как правило, в этом

случае применяют мелководные ярусные лиманы, которые могут исполь-

зовать воды местного стока и воду из ООС. Существующие системы ЛО,

которые получили дополнительный источник водного питания, должны

быть изменены и приспособлены для этих новых условий.

По ряду критериев возможен выбор оптимальной схемы устройства

лиманов с помощью классификации и схемы (таблица 17), предложенной

акад. Б. Б. Шумаковым [11].

80

Таблица 17 – Классификатор лиманов

Название

лиманов

Используе-

мый местный

сток

Характеристи-

ка рельефа,

уклон

Глубина

затопления

Число

ярусов

Сельскохозяйствен-

ное использование

1 2 3 4 5 6

Лиманы

водораз-

дельного

плато

Склоновый

сток

Водораздель-

ное плато, сла-

боволнистый

рельеф,

i=0,0003–0,001

Мелкого

(до 0,5 м)

затопления

Одноярус-

ные и мно-

гоярусные

Однолетние и мно-

голетние травы,

пастбища, сорго, су-

данка, кукуруза на

силос

Лиманы,

устраивае-

мые на по-

логих

склонах

Склоновый

сток, сток по-

тяжин и ло-

щин, сток

овражно-

балочной сети

Склоны водо-

сборных бас-

сейнов от во-

дораздельного

плато поймен-

ных террас,

i=0,0003–0,001

То же То же Однолетние и мно-

голетние травы,

пастбища, сорго, су-

данка, кукуруза на

силос, корнеплоды,

сады, ягодники, бах-

чевые

Лиманы

замкнутых

понижений

То же

Склоны за-

мкнутого по-

нижения, по-

ниженная ча-

ша, i= 0,0003–

0,001

« Одноярус-

ные и мно-

гоярусные,

кольцевой

формы

Луга, пастбища, се-

нокосы

Лиманы

потяжин и

лощин

Склоновый

сток, сток по-

тяжин и ло-

щин

Склоны, потя-

жины и лощи-

ны с тальвега-

ми, i = 0,0003–

0,001

Мелкого

(до 0,5 м) и

глубокого

(> 0,5 м)

затопления

Одноярус-

ные и мно-

гоярусные

Луга, пастбища, се-

нокосы, сады, ягод-

ники, бахчевые

Лиманы,

питаемые

сбросными

водами из

водохрани-

лищ и пру-

дов

Сток овраж-

но-балочной

сети

Склоны, поймы

и пойменные

террасы

i=0,0003–0,001

То же Много-

ярусные

Луга, пастбища, се-

нокосы, однолетние

и многолетние травы

(на мелководных

лиманах), суданка,

сорго, кукуруза на

силос, сады, бахче-

вые, корнеплоды

Лиманы,

использу-

ющие сток

степных

рек и их

притоков

Сток степных

рек и их при-

токов

Пойменные и

надпойменные

террасы приле-

гающей степи,

достаточно вы-

ровненные,

i=0,0003–0,001

Глубокого

(> 0,5 м)

затопления

То же Луга, пастбища, се-

нокосы

81

Продолжение таблицы 17

1 2 3 4 5 6

Пойменные

лиманы

Сток степных,

равнинных

рек и их при-

токов

Поймы рек,

i=0,0003–0,001

То же « То же

Лиманы,

питаемые

водами

оростель-

но-

обводни-

тельной

системы

Склоновый

сток, сток по-

тяжин и ло-

щин, сток

овражно-

балочной се-

ти, воды ООС

Пологие скло-

ны, располо-

женные ниже

трассы ороси-

тельно-

обводнитель-

ного канала,

i=0,0003–0,001

Мелкого

(< 0,5 м)

затопления

« Зерновые, кормовые,

однолетние и много-

летние травы, лю-

церна, суданка, сор-

го, кукуруза на силос

и зерно, бахчевые,

пропашные, сады

Усовершенствование технологии ЛО базируется на научно обосно-

ванном выборе конструкции систем ЛО, входящих в нее элементов, схемы

ее размещения на территории и технологии водораспределения с учетом

всех влияющих факторов.

Прежде всего, акцент сделан на возможность устройства таких си-

стем орошения на местном стоке, где участки ЛО могут работать в первую

очередь как аккумуляторы вод местного стока, а во вторую – как террито-

рии дополнительного периодического полива в зависимости от водности

года и эколого-мелиоративного состояния (т. е. рационально дополняют

технологию ЦО и ПО).

Так, например, на временных водотоках 2 рекомендовано устраивать

ярусные лиманы (рисунок 12а) мелкого и среднего наполнения, аккумули-

рующие воды в период стока талых снеговых и ливневых вод.

В зоне расположения плотины водохранилища 3 (пруда) целесооб-

разно устраивать системы лиманов, которые возможно помимо затопления

склоновым стоком дополнительно наполнять из отводного канала 6 в пе-

риод прохождения паводка (рисунок 12б).

В пойменной части рек и временных водотоков, обладающих доста-

точными объемами воды в период паводков, возможно устройство прирус-

ловых лиманов как среднего, так и глубокого наполнения (рисунок 12в).

В этом случае необходимо запроектировать водосбросные сооружения 14

в валах лиманов для устранения негативных проявлений избыточного пе-

реувлажнения.

Особый интерес следует уделить созданию комбинированных систем

регулярного, периодического и циклического орошения в сочетании с си-

82

стемами ЛО (рисунок 12г, д). Такие участки следует располагать на пологих

склонах в зоне водохранилища (пруда) так, чтобы верхние ярусы лиманов

имели возможность аккумулировать непроизводительно стекающие воды

местного стока с вышерасположенной водосборной площади.

Воды местного стока возможно использовать по двум вариантам: либо

по классической схеме, т. е. непосредственно на лиманное орошение терри-

тории; либо саккумулированные воды при необходимости могут быть пере-

распределены на соседний орошаемый участок.

Первый вариант (классический) может быть усовершенствован за счет

подачи необходимого, но возможно не обеспеченного стоком объема воды,

посредством работы соседнего орошаемого участка через поливной канал 10.

Кроме того, предложенная схема компоновки орошаемого участка 9 г позво-

ляет эффективно использовать его сбросные и коллекторно-дренажные воды

путем их аккумуляции в сбросном канале 13, промежуточном отстаивании и

предварительной подготовке в концевом пруде-распределителе 7 и повтор-

ной подаче на орошение с промежуточной позиции 8.

На узле 7 может быть использован в качестве примера способ очистки

дренажного стока и устройство для его осуществления, разработанный ФГБ-

НУ «РосНИИПМ» (пат. № 2401804) [80].

Второй вариант перераспределения местного стока может быть осу-

ществлен как самотеком через пруд-распределитель 7, устроенный в верхнем

ряду валов лиманов, по поливному каналу 10 через водовыпуски 11, так и в

напорном режиме насосной станцией с позиции 8, через пруд-распределитель

7, расположенный в нижнем бьефе водохранилища 3. При использовании

этой схемы возможны следующие преимущества эффективного использова-

ния вод местного стока:

- могут быть поданы на любой орошаемый участок, нуждающийся в

этом, а не только на соседний, как в первом случае;

- могут получить дополнительную промежуточную подготовку в узле 7

путем отстаивания, фильтрации, прогрева, насыщения водорастворимыми

удобрениями и гербицидами;

- при необходимости могут быть разбавлены водой из водохранили-

ща 3;

- в случае недостаточного объема аккумулированного стока на водо-

сборе он может быть дополнен из водохранилища, причем предложенная

компоновка системы позволяет срабатывать воду из водохранилища через

подпорно-регулирующее сооружение 4, через пруд-распределитель 7 нижне-

го бьефа, вплоть до уровня мертвого объема.

83

а – на временных водотоках; б – в нижнем бьефе гидроузлов; в – в пойме реки; г – в зоне работы оросительно-

обводнительной сети; д – на водосборной площади; 1 – водоисточник; 2 – временный водоток; водохранилище;

4 – подпорно-регулирующие сооружения; 5 – обводной канал; 6 – отводной канал; 7 – пруд-распределитель; 8 – по-

зиции подключения насосной станции; 9 – орошаемый участок; 10 – поливной канал; 11 – водовыпуски; 12 – валы

лиманов; 13 – сбросной канал; 14 – водосбросные сооружения; 15 – закрытый распределитель

Рисунок 12 – Схема вариантов устройства оросительной системы на местном стоке

84

При наличии избыточных оросительных вод на ОС они также могут

быть использованы на примыкающих участках системы ЛО, обеспечив тем

самым дополнительную прибавку урожая в случае применения периодиче-

ской технологии орошения.

В качестве рассматриваемого на схеме (рисунок 12) орошаемого

массива может быть применена оросительная система, представленная в

патенте ФГБНУ «РосНИИПМ» № 2353088 [50].

Другим возможным вариантом является устройство орошаемого участ-

ка, интегрированного с системой ярусных лиманов, описанного в патенте

ФГБНУ «РосНИИПМ» № 2467561 «Оросительная система с использованием

местного стока» [81]. План-схема устройства такой системы отображена на

рисунках 13, 14.

А, Б, В, Г – орошаемые поля; 1 – местный сток; 2 – водохранилище (пруд-

накопитель); 3 – закрытые участковые распределители двухстороннего

действия; 4 – дифференцированные узлы водораспределения; 5 – поливные

безуклонные каналы; 6 – сбросные каналы; 7 – подпорно- регулирующие

сооружения; 8 – позиции подключения насосной станции;

9, 10 – водозадерживающие валики поперечные и продольные склону

Рисунок 13 – План-схема устройства типового орошаемого участка

85

«Д» – дифференцированный узел водораспределения; 1–10 – соответству-

ют рис. 13; 11 – водовыпуск-водоспуск; 12 – система задвидек

Рисунок 14 – Разрез I–I по оси закрытого участкового распределителя

двухстороннего действия

Оросительная система с использованием местного стока содержит

орошаемые участки, устраиваемые на пологих склонах водосборной площа-

ди вокруг водохранилища. По границам полей орошаемых участков и выше

поливных безуклонных каналов располагают водозадерживающие валики-

лиманы, за исключением верхней границы, что позволяет направлять по-

ступающие с вышерасположенной водосборной площади талые снеговые и

ливневые воды на орошение напуском либо на аккумулирование в полив-

ные безуклонные каналы и расположенные на них пруды-распределители,

откуда они могут быть также использованы для орошения дождеванием

(рисунки 13, 14).

Орошаемые участки связаны между собой закрытыми распределите-

лями двухстороннего действия через пруд-накопитель, устраиваемый в

нижнем бьефе водохранилища, что обеспечивает возможность подачи

насосной станцией на орошение вод местного стока, поступающих как из

водохранилища, так и с орошаемых участков, пребывающих в неорошае-

мой фазе или с участков, где саккумулирован их избыток. Избыточные

86

оросительные воды, поступающие в сбросные каналы, расположенные по

нижней границе орошаемых участков, аккумулируются в устроенных на

них прудах-распределителях, откуда с помощью насосной станции по за-

крытому участковому распределителю двухстороннего действия через

дифференцированные узлы водораспределения и поливные каналы, с

устроенными на них подпорно-регулирующими сооружениями, могут

быть вновь поданы на орошение.

Такая работа системы позволяет:

- наиболее комплексно (рационально) использовать воды местного

стока;

- осуществлять технологию периодического и циклического ороше-

ния;

- поддерживать благоприятную эколого-мелиоративную ситуацию;

- сокращать трудовые и энергетические затраты на подачу воды.

Энергетические затраты на подачу воды могут быть снижены за

счет:

- исключения необходимости подачи воды в самую высоко располо-

женную точку водовыдела;

- достаточной обеспеченности ОС аккумулированной водой. Тогда

появляется возможность также снизить энергозатраты путем установки

плавучей насосной станции выше по рельефу, в местах подключения к за-

крытому распределителю, у прудов-накопителей сбросного канала.

8.3.2 Принципы проектирования

Основные принципы проектирования технически совершенных си-

стем ЛО заключаются в следующем [5, 11, 23, 25, 82]:

1 Норму лиманного орошения необходимо проектировать из условия

водопотребления растений, обеспечивающего получение планового уро-

жая с учетом естественного увлажнения в районе проектирования. Проек-

тирование такой нормы ЛО позволяет экономно расходовать воды местно-

го стока, обеспечивает получение заранее планируемых урожаев, исключа-

ет опасность подъема уровня грунтовых вод, а следовательно, и вторичное

засоление.

2 При проектировании необходимо учитывать особенности характе-

ристик местного стока. В связи с тем, что водным источником ЛО является

весенний местный сток, необходимо учитывать все его особенности в со-

ответствии с категориями: склоновый сток, сток потяжин и лощин, сток

87

овражно-балочной сети, сток замкнутых понижений и сток степных рек.

Каждой из категорий местного стока присущи свои особенности в виде

продолжительности стока, его модуля, формы гидрографа паводка, кото-

рые необходимо учитывать при согласовании водного режима источника

орошения с водным режимом системы лиманов.

3 Расчетный процент обеспеченности стока, на использование кото-

рого проектируется система ЛО, должен определяться из условия макси-

мальной экономической эффективности системы с учетом конкретных

гидролого-климатических условий района, где предполагается ЛО, и тех-

нических особенностей самой системы. Как показывает практика проекти-

рования и эксплуатации, наибольший экономический эффект обеспечива-

ют системы ЛО, запроектированные на использование стока ниже средней

обеспеченности (30–20 %). Системы лиманного орошения, устраиваемые

при мелиорации замкнутых понижений (естественных лиманов), обеспе-

чивают наибольший экономический эффект при проектировании их на ис-

пользование стока 10–15 %-ной обеспеченности.

При снижении расчетной обеспеченности стока фактические площа-

ди затопления увеличиваются медленнее, чем обвалованные, так как в со-

став лиманов включаются редко затопляемые участки. В связи с этим

большое значение имеют мероприятия по повышению водообеспеченно-

сти, более равномерное распределение слоя воды на поверхности лимана

или почвенной влаги в почвогрунте.

4 При проектировании систем ЛО необходимо учесть принцип авто-

матизации нормировки орошения с учетом их однократного (как правило)

заполнения ранней весной. Автоматизация нормировки орошения успешно

осуществляется на системах ярусных лиманов мелкого слоя затопления

путем назначения в ярусах дифференцированной глубины затопления, со-

ответствующей норме лиманного орошения с учетом впитывающей спо-

собности почв.

5 При проектировании необходимо предусмотреть автоматизацию

водораспределения. В связи с тем, что системы ЛО работают один раз в

году, ранней весной во время прохождения весеннего паводка, момент

начала которого зачастую установить трудно, необходимо чтобы системы

лиманного орошения обеспечивали полную автоматизацию распределения

воды по всей площади. Этот принцип может быть осуществлен путем

оснащения системы лиманного орошения водосливами, водообходами, ра-

ботающими автоматически при подъеме горизонтов воды до определенной

величины. Ширина проточной части при пропуске излишней воды в обход

88

ярусов лиманов должна обеспечить небольшую скорость движения потока,

не вызывающую эрозии почвы.

6 При проектировании необходимо учесть возможность размещения

системы ЛО в нижних бьефах речных гидроузлов. Это позволит эффектив-

но использовать сбросные воды при прохождении паводка через сооруже-

ние гидроузла плотины.

7 Оптимальная площадь яруса лимана не должна превышать 100 га.

8.3.3 Расчет и устройство систем лиманного орошения

К основным элементам техники ЛО относят валы и ГТС на них. Эти

элементы рассчитывают при проектировании в следующей последователь-

ности.

В случае затопления системы ЛО водами местного стока задача рас-

чета усложняется из-за стохастического режима формирования местного

стока во времени и его объема. Методика расчета таких систем изложена в

СНиП 2.06.03-85 [28]. Более детально расчеты систем ЛО даны в справоч-

нике «Орошение» [11].

1 Определение объема весеннего стока расчетной вероятности

%pV , м3, вычисляют по формуле:

вmp

AfhV 10%

, (35)

где hm – норма весеннего стока среднемноголетняя, мм;

f – модульный коэффициент, соответствующий расчетным значениям

вероятности превышения стока P% , а также коэффициентам вариации Сv и

асимметрии Сs;

Aв – площадь водосбора, га.

От расчетного процента вероятности превышения стока зависят раз-

меры площади лиманного орошения, регулярность ее затопления по годам,

технические особенности системы лиманного орошения, размеры и кон-

струкция гидротехнических сооружений. Решающим при выборе вероят-

ности превышения стока является значение сбросных расходов.

2 Норма лиманного орошения расчитывается с учетом биологиче-

ских особенностей сельскохозяйственных культур М, м3/га:

)(10332211 PPPYKM

ET , (36)

где ET

K – коэффициент водопотребления сельскохозяйственной культу-

ры для лиманного орошения, м3/т;

Y – плановая урожайность сельскохозяйственной культуры при ли-

89

манном орошении и данном уровне агротехники, т/га;

321,, – коэффициенты использования осадков, выпадающих соот-

ветственно в вегетационный, теплый и холодный не вегетационный перио-

ды;

P1, P2, P3 – суммы осадков, выпадающих соответственно вышепере-

численным периодам.

За расчетную величину принимают средневзвешенную ороситель-

ную норму m

M , м3/га, определяемую по формуле:

)...(2211 nnm

MMMM , (37)

где М1, 2,…, n – норма лиманного орошения каждой культуры, входящей в

севооборот, м3/га;

α1, 2,…, n – доля каждой культуры в севообороте, %.

3 Расчетная площадь мелководных лиманов А, га, определяется по

формуле:

m

p

M

VA

%

, (38)

где Vp% – расчетный объем стока, м3;

Mm – средневзвешенная норма лиманного орошения, м3/га.

4 Проектирование мелководных ярусных лиманов с уклоном, не пре-

вышающим 0,003 в большинстве случаев выполняют по схеме, представ-

ленной на рисунке 15.

Рисунок 15 – Сечение лимана вдоль склона

Средняя глубина затопления каждого яруса системы мелкоярусных

лиманов cp

h , м, определяется по формуле:

)(0001,0 imcp

tTkMh , (39)

где k – средний коэффициент впитывания воды в почву лимана, м/сут.;

Т – продолжительность расчетного паводка, сут;

∑ti – продолжительность наполнения до расчетной глубины предыду-

щих ярусов, час.

90

Для определения средней глубины всех ярусов необходимо знать

продолжительность наполнения до расчетной глубины каждого яруса.

5 Расчет системы ярусных лиманов мелкого наполнения ведут от

верхнего к нижнему. Максимальная глубина воды первого яруса 1max

h , м,

равна:

11max

2cp

hh , (40)

1cph – средняя глубина воды первого яруса, м.

Максимальная глубина воды второго и последующих ярусов max

h , м,

определяется по формуле:

min1max

2 hhhcp , (41)

где min

h – минимальная глубина воды у вала вышерасположенного яруса,

принимается равной 0,05–0,1 м.

Строительная высота водоудерживающего земляного вала В

h , м,

определяется по формуле:

)(1,1max

hhhВ

, (42)

где 1,1 – коэффициент запаса на усадку земляного вала;

Δh – превышение гребня вала над НПУ, равное 0,2.

6 Проектная отметка основания вала первого яруса определяется в

соответствии с особенностями рельефа местности. Проектные отметки ос-

нований следующих ярусов n

, м, вычисляются по формуле:

minmax1 nnnn

hh

, (43)

где 1

n – отметка основания вала предыдущего (n-1)-го яруса, м;

maxnh – максимальная глубина затопления у вала n-го яруса, м;

minnh – минимальная глубина затопления n-го яруса, м.

7 По вычисленным отметкам трассируются валы всех ярусов систе-

мы мелководных лиманов, после чего определяется площадь каждого яру-

са Аn и его емкость Vn, м3:

cpnn

hAV , (44)

где Аn – площадь n-го яруса, определяемая по плану, м2.

8 Продолжительность наполнения n-го яруса до расчетной глубины

nt , ч, определяется по формуле:

m

n

nQ

Vt , (45)

где m

Q – максимальный расход расчетного паводка, который определяется

по его объему, м3/га:

91

T

MQ

p

m

%

, (46)

где %pM – средневзвешенная норма лиманного орошения с учетом расчет-

ного процента обеспеченности стоком, м3/га;

Т – продолжительность расчетного паводка, сут.

Для сокращения дальности транспортировки грунта при отсыпке ва-

лов лиманов, уменьшения перепада между максимальными и минималь-

ными отметками при затоплении территории лиманов, а также повышения

коэффициента земельного использования целесообразно использовать сле-

дующую схему устройства валов (рисунок 16) [25].

Рисунок 16 – Схема разработки резерва лиманов

Резервы для отсыпки валов закладывают со стороны сухого откоса

в форме вытянутого треугольника. Сущность метода заключается в огра-

ничении минимальной глубины разработки резерва до величины, равной

половине толщины растительного слоя.

Общая ширина яруса затопления .общ

B , м, равна:

валарезерваобщ

BBi

thhB

5,0minmax

., (47)

где max

h – максимальная глубина воды в ярусе, м;

minh – минимальная глубина воды в ярусе, м;

t – толщина срезки растительного слоя почвы, м;

i – уклон местности;

резерваB – ширина резерва, м;

.валаB – ширина вала по дну, м.

Ширина полосы, используемая в сельхозобороте .исп

B , м, составляет:

92

i

hhB

исп

minmax

.

. (48)

Для расчета параметров резерва используют схему (рисунок 17).

Рисунок 17 – Схема расчета параметров резерва

Для определения расчетной емкости резерва рез

W , м3, используется

формула:

валаваларезtВWW , (49)

где вала

W – удельный объем вала (на метр), м3.

Максимальная глубина резерва (у вала) рез

h , м, определяется по фор-

муле:

1

1

2

im

iWh

рез

рез

, (50)

где m1 – заложение низового откоса резерва.

Ширина резерва по верху рез

В , м:

резрезрез

hmвВ1

, (51)

где рез

в – ширина резерва по низу, м:

i

imhв

рез

рез

)1(1

. (52)

Для затопления лиманов необходимо предусмотреть устройство

распределительных каналов с водовыпусками. Как правило, в практике

строительства лиманов применяются водовыпуски, устраиваемые по типу

«хлопушка».

Для управления токами воды в процессе наполнения лиманов

возможно использование переносных перегораживающих щитов.

Для направления стока в лиман с больших площадей водосбора при

возможности следует устраивать длинные направляющие валы в виде во-

ронки (рисунок 18).

93

1 – земляные водоудерживающие валы; 2 – водоперехватывающие и

направляющие валики; 3 – площади лиманного орошения;

I–V – секции лиманов

Рисунок 18 – Система ярусных лиманов с направляющими валами

В некоторых случаях можно аккумулировать сток в пруде, а затем

излишек воды сбрасывать в лиман с помощью канала или насосами.

При затоплении системы ЛО из постоянного источника орошения

задача расчета упрощается. Проектирование этих видов систем ЛО сводит-

ся к определению размеров водосбросных сооружений из каналов и валов,

высоты и длины валов, площади ЛО, нормы орошения [11, 28].

Поделка валов в лиманах мелкого затопления возможна напашкой

обычным пятикорпусным плугом всвал 4–5-кратным проездом с последу-

ющей оправкой по напаханным валам широкозахватным снегопахом ри-

джерного типа. Можно также применить валоделатели КПУ-2000, КЗУ-

0,3 или грейдер.

Лиманы мелкого наполнения более доступны для строительства хо-

зяйственным способом. При необходимости небольшие валы весной мож-

но легко распахать плугом вразвал, разровнять боронами. Лучший рельеф

для устройства лиманов – односкатный склон с малыми уклонами

(0,001–0,002 и меньше). В сложных рельефных условиях необходима ин-

струментальная нивелировка площади, отведенной под лиман. Трассы ва-

лов намечаются с помощью нивелиров путем установки вешек, вдоль ко-

торых напахивают вал.

94

Валы глубоких лиманов можно выполнять по типу насыпи плотин

бульдозерами и скреперами с планировкой грейдерами. Это более сложные

сооружения с инженерными расчетами.

8.3.4 Эксплуатация

Введение эксплуатационной службы позволит улучшить состояние

ЛО и позволит повысить его эффективность.

Особенности работы системы ЛО, связанные с использованием ве-

сеннего паводка, ставят специфические и ответственные задачи перед экс-

плуатационной службой.

Существует три основных эксплуатационных периода на протяже-

нии одного календарного года. Эти периоды отличаются характером ра-

боты, которую должен выполнять эксплуатационный персонал на систе-

мах ЛО [5, 11, 23].

1 Осенне-зимний период эксплуатации – период подготовки к про-

пуску весеннего паводка. В этот период необходимо обеспечить надзор и

очистку от снега и мусора всех водопропускных сооружений (водообходы,

шлюзы-регуляторы, сбросные и опоражнивающие сооружения). В этот пе-

риод осуществляется подвоз материалов (фашины, камень, мешки с землей

и т. п.) к наиболее уязвимым местам системы лиманов, где во время пропус-

ка весеннего паводка могут образоваться промоины, размывы валов, их от-

косов и т. п.

2 Период пропуска весеннего паводка – самый ответственный пери-

од в эксплуатации систем глубоководных систем ЛО. Во время весеннего

паводка эксплуатационный персонал должен нести круглосуточное дежур-

ство на таких системах ЛО, имея в своем распоряжении землеройную тех-

нику (скреперы, бульдозеры) и транспорт.

На ярусных системах (в т. ч. мелкого слоя наполнения), где проектом

предусмотрено водораспределение на территории системы ЛО посред-

ством ручного управления водовыпусками-сбросами, на период затопле-

ния территории также необходима постоянная работа эксплуатационной

службы.

В этот период эксплуатационный персонал осуществляет наполнение

системы лиманов, пропуск через сбросные сооружения излишние паводко-

вые объемы воды и осуществляет проектный водный режим на системе

лиманов путем своевременного опорожнения лиманов через водовыпуск-

ные сооружения.

95

На системах ЛО с автоматическими затворами-автоматами участие в

процессе затопления ограничивается лишь периодическим контролем за

исправной работой этих сооружений и при необходимости их корректи-

ровкой и ремонтом.

3 Сразу после опорожнения лиманов начинается третий – весенне-

летний период эксплуатации лиманов. В этот период необходимо выявить

все разрушения, которые возникли на системе лиманов во время пропуска

весеннего паводка, и осуществить их ремонт. Ремонту обычно подлежат

сбросные сооружения, водообходы, земляные водоудерживающие валы и

их откосы, которые подвергаются разрушению вследствие волнобоя.

8.4 Системы капельного орошения

8.4.1 Требования к технике и технологии капельного орошения

Техника и технологии полива систем капельного орошения в значи-

тельной степени отличаются от других способов орошения.

Следует учитывать, что местный сток содержит много примесей,

в том числе и химических, смытых с ближайшей территории, в связи с

чем приходится устанавливать более мощные фильтры и возможно ча-

ще выполнять их техническое обслуживание по осмотру, промывке и

замене в случае необходимости.

Правильное устройство системы капельного орошения позволяет по-

лучать высокие урожаи сельскохозяйственных культур, не нарушая при

этом плодородие черноземных почв.

Первый шаг к созданию надежной системы – это правильный выбор

ее компонентов (рисунок 19).

На системы капельного орошения отсутствуют единые агротехниче-

ские требования, так как организация системы предполагает многовари-

антные решения как по набору технических элементов, так и культур [83].

Так как техника капельного полива непрерывно совершенствуется, а, сле-

довательно, и требования к ней повышаются, то частные требования к кон-

кретной системе капельного орошения с ограниченным сроком регламента

базируются на более общих требованиях сельскохозяйственного производ-

ства к технике полива.

96

Рисунок 19 – Схематическое изображение системы

капельного орошения

Современный этап развития СКО имеет свои характерные особенно-

сти, учет которых необходим при формировании требований к технике по-

лива, среди которых можно выделить три группы: агробиологические,

почвенно-мелиоративные, экологические и организационно-

хозяйственные. Оно должно обеспечить выполнение целого ряда требова-

ний, основными из которых являются агробиологические и экологические.

Агробиологические требования сводятся к оптимальным условиям

снабжения растений водой.

Почвенно-мелиоративные и экологические требования сводятся к

сохранению и улучшению плодородия почв, мелиоративного их состояния.

Организационно-хозяйственные требования сводятся к высокоэф-

фективному использованию капельного орошения, всех природных и ма-

териальных ресурсов, рациональной организации территории, труда и во-

допользования на орошаемых землях, без ухудшения условий проведения

других агроприемов по уходу за сельскохозяйственными культурами.

Технику капельного орошения возможно совершенствовать за счет:

- приближения значения водоподачи (U) к интенсивности водопо-

требления сельскохозяйственных культур (Е): U > (1–100)Е;

- исключения потерь воды на глубинную фильтрацию и доведение

коэффициента полезного действия орошения до максимально возможного

значения КПД > 0,99;

97

- равномерного распределения воды по всей орошаемой площади

(Кэф > 0,9, Кнедополива < 0,05, Кпереполива < 0,05);

- возможности продуктивного использования (с коэффициентом

К = 0,9–1,0) вероятных естественных осадков слоем до 15–20 мм и под-

держание аккумулирующей способности верхних горизонтов на соответ-

ствующем уровне за счет дробного внесения поливных норм (m), не пре-

вышающих величину среднесуточной эвапотранспирации (Е), m = (1–10)Е;

- возможности управления диапазоном влажности корнеобитаемого

слоя почвы, исключающей интенсивный перенос солей в верхние горизон-

ты почвы;

- возможности изменять водоподачу в диапазоне от 0 до 100 м3/га на

протяжении вегетации в зависимости от суточных погодных условий, а

также в осенний и весенний периоды для выравнивания влагозапасов в

почве при недостаточности осенне-зимних и ранне-весенних осадков;

- возможности во влажные годы за счет уменьшения водопотребле-

ния осуществить орошение на прилегающей к орошаемому участку услов-

но богарной территории без существенной реконструкции водоподводя-

щей сети (элемент технологии периодического орошения);

- возможности внесения вместе с поливной водой агрономически

обоснованных минеральных и органических удобрений, микроэлементов и

химмелиорантов для восстановления естественного плодородия почв;

- использования современных средств автоматизации и микропро-

цессорной техники, позволяющей оперативно управлять поливом, оптими-

зировать и строго выдерживать сроки и нормы полива с учетом складыва-

ющихся ежесуточных погодных условий.

8.4.2 Организация системы капельного орошения

На основании проведенных исследований по изучению конструкций,

технологий полива и режима орошения сельскохозяйственных культур

капельным способом, а также имеющихся научно-технических разработок

НГМА, ФГБНУ «РосНИИПМ» и др. были сгруппированы основные

требования к элементам капельного орошения.

Источниками водоснабжения для капельного орошения могут быть

водохранилища, каналы, бассейны суточного регулирования и др. Поэтому

при заборе воды из поверхностных источников орошения водоприемники

должны быть оборудованы рыбозащитными сооружениями и сооружения-

98

ми первичной очистки для предотвращения попадания частиц диаметром

более 1 мм.

Для участков капельного орошения с площадью до 100 га при заборе

воды из источника орошения с мутностью не более 50 г/л очистку можно

осуществлять с помощью фильтров-сеток двух типоразмеров (1,0 и

0,5 мм), согласно «Руководству по проектированию строительства и экс-

плуатации систем капельного орошения» ВТР-11-28-81 [83].

Примеси и взвеси в оросительной воде не должны вызывать механи-

ческие отложения в транзитных трубопроводах и внутренних каналах ка-

пельниц. Допустимый размер частиц для применения в большинстве со-

временных конструкций капельниц должен находиться в пределах

0,05–0,1 мм.

При значительном количестве гидробионтов в источнике орошения

воду предварительно хлорируют или обрабатывают медным купоросом, а

после очищают микрофильтрами и подают в систему.

В случае забора воды из источников, имеющих высокую мутность,

применяют двухступенчатую очистку, т. е. на первом этапе очистки ис-

пользуют сетки, отстойники и гидроциклоны, затем более тщательно до-

очистку воды проводят на гравийно-песчаных, спаренных гравийно-

сетчатых фильтрах, фильтрах с плавающей вспененной полистирольной

загрузкой и микрофильтрах.

Источником засорения капельниц и трубопроводов могут быть и не-

растворимые минеральные удобрения, подаваемые одновременно с полив-

ной водой, поэтому подача в систему капельного орошения удобрений с

нерастворившимися частицами должна ограничиваться размером не более

0,05 мм.

При проектировании систем капельного орошения необходимо учи-

тывать производительность очистных сооружений, которая должна пре-

вышать максимальную подачу воды на участок.

Капельное орошение является разнонапорной стационарной или

полустационарной закрытой системой, имеющей в своем составе

водозаборное сооружение, насосную станцию, систему подготовки и

подачи удобрений, фильтры тонкой очистки, магистральный,

распределительный и поливные трубопроводы.

Магистральные, распределительные трубопроводы капельного оро-

шения по гидравлическому режиму работы являются системой с турбу-

лентным установившимся равномерным движением жидкости. Их расчет

следует вести по обычным методикам с использованием формул для тур-

99

булентного установившегося равномерного движения жидкости или таб-

лицам для гидравлического расчета Ф. А. Шевелева.

Поливные трубопроводы последнего порядка и капельные ленты от-

личаются от остальных тем, что имеют по своей длине движение жидкости

с переменной массой и равномерно распределительный путевой отбор во-

ды. Существует ряд методик гидравлического расчета поливных и распре-

делительных трубопроводов, основанных на теоретических и эмпириче-

ских зависимостях. Все они имеют различную степень точности, сложно-

сти и успешно используются за рубежом.

Гидравлический расчет сводится к подбору такого диаметра полив-

ного трубопровода, который обеспечит нормальный гидравлический ре-

жим работы и условие

n

he

1005 %, т. е. потери напора

eh не должны пре-

вышать 0,05 напора в голове поливного трубопровода.

Методика гидравлического расчета, предложенная О. Е. Ясони-

ди [84], рассматривает поливной трубопровод с капельницами как низко-

напорную систему с путевым и равномерным отбором воды по длине.

Расчет поливного трубопровода или капельной ленты сводится к

определению внутреннего диаметра, обеспечивающего минимальные сум-

марные потери напора в его конце. Расчет ведется методом подбора диамет-

ра с последовательным использованием стандартных типоразмеров. Полив-

ные трубопроводы изготавливаются из полиэтиленовых труб низкой плот-

ности ГОСТ 18599-2001 [85]. Обычно используются трубы диаметром 12, 16,

20 и 23 мм.

На поливном трубопроводе или капельных линиях капельницы рас-

положены друг от друга на небольшом расстоянии 0,2–0,5 м. Отношение

расстояний между капельницами (d) к длине трубопровода весьма мало, по-

этому расчет потерь напора можно вести как для трубопроводов со средним

равномерно распределенным расходом по длине при нулевом его значении

в конце.

При турбулентном установившемся движении жидкости в круглых

трубопроводах потери напора по длине в

h , м, в соответствии с уравнением

Вейсбаха-Дарси, равны:

,8

25

2

dg

Vh

в

l (53)

где – коэффициент гидравлического трения;

l – длина трубопровода, м;

V – скорость движения воды, м/с;

100

g – ускорение силы тяжести, м/с2;

d – диаметр трубопровода, м.

При равномерно распределенных расходах по длине трубопроводов

потери напора находим по формуле:

,22

28

3 gd

lQlh

в

, (54)

где Q – расход в голове поливного трубопровода, м3/с.

Зная схему посадки культур, расход в голове трубопровода можно

рассчитать по зависимости:

211

nnqQ , (55)

где q1 – расход капельницы, м3/с;

1n – количество капельниц для одного растения, шт.;

2n – количество растений в ряду, шт.

Приняв длину поливного трубопровода, равную единице, напор h в

голове поливного трубопровода, и определив расход Q, можно рассчиты-

вать необходимый внутренний диаметр d, м, по формуле:

,05,03

812

2

hg

Qd (56)

где 0,05h – потери напора приняты равными 5 % от напора в голове полив-

ного трубопровода, т. е. 5 h

he

100%

;

h – напор в голове поливного трубопровода, м.

Такое условие обеспечивает равномерные и стабильные расходы ка-

пельниц по длине поливного трубопровода.

Коэффициенты гидравлического сопротивления трубопровода с ка-

пельницами находим по эмпирической формуле, ранее выведенной на ос-

новании лабораторных и лабораторно-полевых исследований:

3484.0Re

363,1

d , (57)

где dRe – число Рейнольдса, выраженное через диаметр трубопровода:

dVd

Re , (58)

где V – скорость движения воды в трубопроводе, м/с;

d – диаметр трубопровода, м;

γ – коэффициент кинематической вязкости воды при температуре

20 ºС, равен 0,000001 м2/с.

Скорость движения воды в трубопроводе находим по формуле:

101

.4

2dП

QV

(59)

Напор в голове поливного трубопровода определяется расходно-

напорными характеристиками капельниц.

Распределительные трубопроводы первого и второго порядка рас-

считываются аналогичным образом. Расчет ведут переменным диаметром

по участкам, начиная с конца. Расход распределительного трубопровода

Q , м3/с, можно определить по формуле:

,1

Qb

QН

(60)

где

1 – длина распределительного трубопровода, м. Принимается в зави-

симости от участковых расходов, форм участков, рельефа;

нb – расстояние между поливными трубопроводами зависит от шири-

ны отдельно орошаемых участков;

– расход поливного трубопровода, м3/с.

Согласно ГОСТ 18599-2001 [85], выпускаются трубы из полиэтилена

низкой плотности средне-легкого типа внутренними диаметрами 20–400 мм.

Эти трубы используются для строительства распределительных трубопро-

водов первого, второго порядка, а также последнего порядка при исполь-

зовании отдельных капельниц. При расчете последовательно применяются

диаметры от наименьшего к наибольшему.

Предлагаемая методика гидравлического расчета трубопроводов ка-

пельного орошения базируется на традиционных формулах гидравлики,

обладает простотой, достаточной точностью и достоверностью, что под-

тверждается натурными исследованиями. Сравнительная оценка результа-

тов расчетов по предлагаемой методике и рекомендациям ВНИИМиТП,

ВНИИГиМ, зарубежных авторов дает хорошую сходимость.

Подача воды на орошаемый участок осуществляется в соответствии с

режимом орошения культуры. Насосная станция должна в течение всего пе-

риода увлажнения оптимально обеспечивать растения водой в нужном объе-

ме и своевременно. Рассчитывают насосно-силовое оборудование на расход и

поливной напор, необходимый для одновременного полива площади в тече-

ние одного такта.

Полный напор насосной станции H , м, определяется по уравнению:

bтпkmв

hhhhhhH..2

, (61)

102

где 2

h – геодезический напор, м. Он рассчитывается как разность между

наивысшей отметкой на орошаемом участке по трассам трубопроводов

всех порядков отметкой минимального уровня воды в месте водозабора, м;

вh – сумма потерь напора по длине наиболее протяженной трассы

трубопроводов: магистрального, распределительных, поливного, м;

mh – сумма местных потерь напора по расчетной трассе, м. Их при-

ближенно принимаю равными 5,0–10,0 % от потерь напора по длине;

kh – рабочий напор капельницы, м. Принимается по справочным дан-

ным;

..mnh – расстояние от поверхности почвы до поливного трубопровода, в

случае его расположения, например, на шпалерной проволоке, м. Прини-

мается конструктивно на различных культурах от 0,0 до 1,0 м;

bh – потери напора во всасывающем и присоединительном трубопро-

водах, м. Они могут быть приняты от 0,75 до 1,0 м.

Максимальный и минимальный расходы, необходимые для одновре-

менного полива площади в течение одного такта, служат для определения

количества насосных агрегатов n , шт.:

min

max

Q

Qn , (62)

где max

Q – максимальный расход, л/с;

minQ – минимальный расход, л/с.

Мощность на валу насоса Н

N , кВт, рассчитывается по формуле:

1020

minQ

NН , (63)

где min

Q – производительность насоса, л/с;

Н – полный напор, м;

– коэффициент полезного действия. Для центробежных насосов при-

нимается равным 0,7–0,8.

Расчет мощности двигателяg

N , кВт, осуществляется по зависимости:

H

g

NKN , (64)

где K – коэффициент запаса, равен 1,1–1,5;

– коэффициент полезного действия передачи. При соединении насо-

са и двигателя жесткой муфтой равен единице.

103

Конструктивное расположение элементов оросительной сети зависит

от величины, конфигурации участка, рельефа местности. Кроме того,

необходимо учитывать расстояние до источника орошения, схем посадки

выращиваемых культур и общей организации территории.

Насосная станция, для уменьшения гидравлических потерь на всасы-

вающем трубопроводе, как правило, располагается рядом с водоисточни-

ком. Магистральный и распределительный трубопроводы служат для

транспортирования воды от насосной станции до орошаемого участка.

Всасывающий, магистральный и распределительный трубопроводы, в

соответствии с ГОСТ 18599-2001 [85], выполняются из пластмассовых труб.

Всасывающие и напорные трубопроводы первого и второго порядка, выпол-

ненные в металле, должны быть с внутренним антикоррозийным покрытием.

Распределители последнего порядка выполняются только из пластмассовых

труб.

На участках более 100 га, для соблюдения технологий возделывания

культуры, магистральный и распределительный трубопроводы укладыва-

ют в землю на глубину не менее 0,4 м от поверхности земли до верха тру-

бы. Трубопроводы последнего порядка или капельные ленты укладывают

на поверхность почвы вдоль рядов растений. Длина поливных трубопрово-

дов или поливных лент принимается не более 100 м.

При монтаже капельниц или капельных лент необходимо выходное

отверстие капельниц как отдельных, так и вмонтированных в капельные

ленты располагать вверх. Данная схема расположения капельниц позволя-

ет на 15–20 % уменьшить отказ по причине засорения.

8.4.3 Оценка технологии полива

Для сравнительной оценки нескольких вариантов технологического

процесса полива следует учитывать три группы показателей функциониро-

вания системы капельного орошения:

- качество и экологическую безопасность технологического процес-

са;

- эффективность использования ресурсов;

- надежность технологического процесса.

Разделение показателей на группы необходимо потому, что они в

различной степени связаны между собой. Так, например, увеличение рас-

хода капельниц с целью повышения производительности, т. е. эффектив-

ности использования материальных и трудовых ресурсов, может привести

104

к нежелательному увеличению глубины промачивания, т. е. ухудшению

водно-солевого баланса орошаемого участка в целом.

В качестве основных технико-экономических показателей для оцен-

ки систем капельного орошения следует принять следующие показатели:

1 Удельная капиталоемкость Цуд, тыс. руб./га:

F

СЦ

уд

, (65)

где С – суммарная стоимость элементов внутрихозяйственной ороситель-

ной системы, тыс.руб.;

F – площадь оросительной системы, га.

2 Удельная трудоемкость работ при поливе Пуд, кВтч на 1000 м3:

nKQ

nП

см

a

уд

6

3, (66)

где na и n – соответственно, количество участков на орошаемом массиве и

обслуживаемых одним оператором, шт.;

Q – расход воды поступающий на орошаемое поле, м3 /с;

Ксм – плановый коэффициент использования времени за смену.

3 Удельная энергоемкость Ауд, кВтч/ 1000 м3:

)(72,21

1

HHA

уд , (67)

где Н – напор в трубопроводной сети последнего порядка, м;

Н1 – напор, развиваемый насосно-силовым оборудованием, м;

и 1 – КПД головной насосной станции и дополнительного (если та-

кое требуется) насосно-силового оборудования.

4 Коэффициент земельного использования КЗИ в долях от единицы:

брутто

нетто

W

WКЗИ , (68)

где Wнетто и Wбрутто – площадь нетто и брутто участка системы севооборотного

поля, га (учитываются потери земли под транзитными трубопроводами, до-

рогами, запорно-регулирующей арматуры).

5 Коэффициент полезного действия КПД в долях от единицы:

WW

WКПД

, (69)

где W – суточная водоподача нетто, м 3;

W – потери воды на промывку фильтрующих элементов и глубинную

фильтрацию, м 3.

105

6 Коэффициент готовностиГ

К :

(i)ККГ

n

iГ

1 , (70)

где n – количество элементов, задействованных в технологическом процес-

се.

(i)КГ – коэффициент готовности i-го элемента системы:

)()(

)(

0

0

iТiТ

iТ(i)К

В

Г

, (71)

где )(0

iТ – средняя наработка на отказ i-го элемента системы, ч;

)(iТ В – среднее время восстановления i-го элемента системы, ч.

7 Доля поливной воды, идущая на увлажнение корнеобитаемого сег-

мента почвы, 1 в долях от единицы:

п

n

W

W '

1 , (72)

где '

nW – часть поливной нормы, идущая на потребления растениями, м3/га;

Wп – поливная норма, м3/га.

8 Коэффициент равномерности увлажнения (эффективности полива),

Кэф в долях от единицы:

бл

дал

эфq

qК , (73)

где дал

q – расход наиболее удаленной от входа на участок капельницы, л/ч;

блq – расход наиболее близкой к входу на участок капельницы, л/ч.

Такие показатели поливной техники как удельная материалоемкость,

приведенные затраты, коэффициент использования во времени элементов

системы являются производными от перечисленных выше независимых

параметров.

9 Мониторинг эколого-мелиоративного состояния

орошаемого массива

В современных условиях интенсификация сельскохозяйственного

производства должна осуществляться на основе усовершенствованных

технологий орошения и рационального использования водных и земель-

ных ресурсов с учетом сохранения и повышения почвенного плодородия.

Достижение этой цели возможно только при постоянном контроле за эко-

106

лого-мелиоративными показателями на территории орошаемого массива.

Это позволит своевременно заметить скрытые неблагоприятные процессы,

выявить причину их возникновения и оперативно принять решения по их

устранению, что позволит сохранить продуктивность орошаемых зе-

мель [86–93].

Основными объектами наблюдений при проведении контроля за

эколого-мелиоративным состоянием являются почвы, а также сопутству-

ющие объекты, косвенно влияющие на формирование плодородия (полив-

ная вода, растения, климатические факторы, организационные условия).

При орошении необходимо вести мониторинг наиболее неблагопри-

ятных процессов, к которым относятся: ощелачивание, осолонцевание,

вторичное засоление, дегумификация, переувлажнение. Эти процессы обу-

словлены рядом показателей, по которым можно судить о мелиоративном

и экологическом состоянии орошаемых участков [87–91].

Три группы показателей отражают потенциальное плодородие почв:

- агрохимические (гумус, NPK, микроэлементы, pH, содержание ток-

сичных солей общей щелочности, состав почвенного поглощающего ком-

плекса);

- агрофизические (механический состав, структурное состояние, во-

допрочность, объемная масса, общая пористость);

- биологические (общее количество микроорганизмов, нитрифици-

рующая и азотофиксирующая способности, ферментная активность).

При выборе показателей важно учитывать их информативность, взаи-

мосвязь между собой свойств и режимов почв как сбалансированной систе-

мы.

В качестве сопутствующих объектов наблюдений учитывают следую-

щие.

Качество оросительной воды (приложение А) [11, 94], в которой вы-

ведено четыре класса воды, имеющих различное влияние на плодородие

почв, а в связи с этим и подход к ее использованию должен быть различ-

ным. Чем хуже качество воды, тем более тщательно следует вести наблю-

дения за свойствами почв и при необходимости не дожидаться потребно-

сти в их мелиорации, а мелиорировать саму воду.

Уровень грунтовых вод имеет важное значение для контроля поч-

венного плодородия орошаемых земель, особенно, если он выше критиче-

ского. При его повышении происходит накопление солей и обменного

натрия в корнеобитаемом слое. Для обеспечения оптимального почвенного

107

плодородия орошаемых полей необходимо, чтобы глубина залегания грун-

товых вод была больше критической [90, 92].

Контроль за коллекторно-дренажными водами является необходимым

условием как фактор, влияющий на режим грунтовых вод, засоленность и

солонцеватость почвогрунтов и, в целом, почвенного плодородия. На оро-

шаемых массивах с открытой сетью дренажно-сбросных каналов вода в них

является смесью грунтовых дренируемых вод и поверхностных, включаю-

щих поливные воды и атмосферные осадки. Коллекторно-дренажные воды в

условиях дефицита оросительной воды могут быть использованы для оро-

шения, но следует строго контролировать их качество, используя классифи-

кацию оценки качества поливных вод. В случае плохого качества таких вод

необходимо применять мелиоративные приемы как для воды, так и самой

почвы.

Растения первыми реагируют на негативные процессы в почве и во-

де. В качестве основного показателя следует брать биологическую уро-

жайность сельскохозяйственных культур, определяемую для каждого вида

растений в соответствии с существующими ГОСТ. По снижению урожая

можно судить о наличии того или иного неблагоприятного процесса [90,

92], однако окончательный вывод можно сделать лишь по результатам хи-

манализов.

Основная задача реализации технологии орошения состоит в том,

чтобы не нарушая существенных процессов формирования плодородия

почв, обеспечить запланированный выход сельскохозяйственной

продукции. Поэтому важное значение имеет правильная организация

контроля в целом, т. к. наблюдения ведутся за сложной, постоянно

меняющейся в пространстве и во времени системой.

Наблюдения необходимо проводить на участках, характеризующихся

наиболее типичными мелиоративными и почвенными условиями. С целью

своевременного выявления опасности деградации плодородия почв,

рекомендуется размещение наблюдательных участков на территории с более

тяжелыми, сложными мелиоративными условиями, где эволюция почвенных

и гидрогеологических показателей более отчетливо выражена.

Необходимо чтобы мониторинг эколого-мелиоративного состояния на

орошаемых землях осуществлялся специализированной гидрогеолого-

мелиоративной службой (ГГМС), в задачи которой входит [88–90]:

- оценка мелиоративного состояния орошаемых земель;

- установление направленности почвенно-мелиоративных процессов;

108

- разработка необходимых эксплуатационных, гидротехнических и

других мелиоративных мероприятий, обеспечивающих высокое и устойчивое

плодородие почв;

- оценка эффективности мелиоративных мероприятий.

Наблюдение за почвенным плодородием орошаемых земель должны

осуществлять агрохимические станции (АС). Их задача состоит в

определении уровня обеспеченности питательными элементами, чтобы дать

рекомендации по внесению минеральных и органических удобрений с целью

их улучшения [90, 91].

Рекомендуемый перечень показателей, необходимый для контроля

почвенного плодородия, периодичность их определения и служба, которая

может осуществляющая эту работу, представлены в таблице 18 [94–99].

Таблица 18 – Рекомендуемый перечень показателей почвенного

плодородия и периодичность их определения [94–99]

Показатель Метод определения Периодич-

ность

Глубина

опробова-

ния

Служба

1 2 3 4 5

Водно-физические свойства

Структурно-

агрегатный состав По Савинову Ежегодно 0,6 м АС

Объемная масса По Качинскому ежегодно до 1 м ГГМС

АС

Гранулометрический и

микроагрегатный По Качинскому 1 раз в 5 лет до 3 м АС

Коэффициент дис-

персности Расчетный 1 раз в 5 лет до 1 м АС

Порозность Расчетный ежегодно до 1 м АС

Удельная масса Пикнометрический 1 раз в 5 лет до 2 м АС

Водонепроницаемость По Качинскому 1 раз в 5 лет 0,6 м АС

Наименьшая полевая

влагоемкость

Метод заливаемых пло-

щадок 1 раз в 5 лет 1 м ГГМС

Влажность Термостатно-весовой 4–5 раз в год до 1 м ГГМС

Физико-химические свойства

Водная вытяжка Общепринятая

методика 2 раза в год до 3 м ГГМС

Состав ППК Общеприн. метод 2 раза в год до 3 м АС

Содоустойчивость По Бобкову 2 раза в год до 3 м АС

Гипс Общеприн. метод. 1 раз в 5 лет 0,6 м АС

Карбонаты По Голубеву 1 раз в 5 лет 0,6 м АС

109

Продолжение таблицы 18

1 2 3 4 5

Агрохимические свойства

Гумус, % По Тюрину ежегодно до 1 м АС

Групповой и фракци-

онный состав гумуса

По Тюрину в модифика-

ции Пономаревой-

Плотниковой

ежегодно до 1 м АС

Легкогидролизуемый

азот По Тюрину-Кононовой 2 раза в год до 1 м АС

Подвижные формы

фосфора, калия Общеприн. метод

по фазам

развития

растений

до 1 м АС

Качество оросительных, грунтовых и коллекторно-дренажных вод

Минерализация и хи-

мический состав вод Общеприн. метод

2–3 раза в

год ГГМС

УГВ Общеприн. метод 2–3 раза в

год ГГМС

Наблюдения за растениями

Учет урожая Общеприн. метод в оптималь-

ные сроки АС

Почвы орошаемых массивов должны находиться под постоянным

контролем. В случае, когда изменения их свойств при орошении выходят за

пределы допустимых параметров (приложение Б), необходимо менять

элементы технологии орошения, применять агромелиоративные приемы,

которые способствовали бы переходу почв в состояние, соответствующее по

основным показателям оптимальным параметрам. Оптимальные параметры

близки по своим показателям к неорошаемым аналогам, а предельно-

допустимые на 20–30 % хуже оптимальных [49, 90].

Выбор критериев экологической оценки состояния почв определяется

спецификой их местоположения, генезисом, буферностью, а также

разнообразием их использования.

Выявление видов деятельности, вызывающих загрязнение почвы, дает

более полное представление о масштабе и степени загрязнения на обследуе-

мой территории и позволяет значительно сузить и конкретизировать количе-

ство показателей.

В оценке экологического состояния почв основными показателями

степени экологического неблагополучия являются критерии физической

деградации, химического и биологического загрязнений (таблица 19) [88].

110

Таблица 19 – Критерии экологической оценки состояния почв

Показатель

Параметр Относитель-

но

удовлетво-

рительная

ситуация

Экологи-

ческое

бедствие

Чрезвы-

чайная

экологиче-

ская ситуа-

ция

1 2 3 4

1 Основные показатели: площадь выведен-

ных из сельхозоборота земель вследствие их

деградации, % от общей площади сельхо-

зугодий

> 50 30–50 до 5

2 Уничтожение гумусового горизонта А + В Апах (А1) до 0,1А

3 Перекрытость поверхности почвы абиоти-

ческими наносами, см > 20 10–20 отсутствие

4 Увеличение плотности почвы, кратность

равновесной > 1,4 1,3–1,4 до 1,1

5 Превышение уровня грунтовых вод, % от

критического значения > 50 25–50

допустимый

уровень

6 Радиоактивное загрязнение, Ku/кв.км:

- цезий-137 > 40 15–40 до 1

- стронций-90 > 3 1–3 до 0,3

- плутоний (сумма изотопов) > 0,1 > 0,1 –

7 Потери гумуса в пахотных почвах за пе-

риод 10 лет, в относительных % > 25 10–25 < 1

8 Увеличение содержания легкораствори-

мых солей, г/100 г > 0,8 0,4–0,8 до 0,1

9 Увеличение доли обменного натрия, % от

ЕКО* > 25 15–25 до 5

10 Превышение ПДК химических веществ:

- 1-го класса опасности (включая

бенз/а/пирен, диоксины); > 3 2–3 до 1

- 2-го класса опасности; > 10 5–10 до 1

- 3-го класса опасности (включая нефть и

нефтепродукты) > 20 10–20 до 1

11 Снижение уровня активной микробной

массы, кратность > 100 50–100 до 5

12 Фитотоксичность почвы (снижение чис

ла проростков), кратность по сравнению с

фоном

> 2 1,4–2,0 до 1.1

111

Продолжение таблицы 19

1 2 3 4

Дополнительные показатели:

13 Доля загрязненной основной с/х продук

ции, % от объема проверенной > 50 25–50 до 5

14 Содержание яиц гельминтов в 1 кг почвы > 100 10–100 отсутствие

15 Число патогенных микроорганизмов в 1 г

почвы > 106 105–106 < 104

16 Коли-титр** < 0,001 0,01–0,001 > 1,0

17 Генотоксичность почвы (рост числа му-

таций по сравнению с контролем), число раз > 1000 100–1000 до 2

* ЕКО – емкость катионного обмена.

** – коли-титр для почвы – наименьшая масса почвы в г, в которой содержит-

ся 1 кишечная палочка.

Целый ряд негативных процессов (механическое удаление почвенно-

го покрова при открытой добыче полезных ископаемых, строительных ра-

ботах; провоцируемые человеком водная эрозия и дефляция) приводят к

разрушению почвенных горизонтов, степень которого также использована

в качестве критерия деградации почв.

Разрушение структуры почвы и развитие процессов слитизации ха-

рактеризуется степенью увеличения плотности почвы, которая является

важным показателем деградации почвы.

Увеличение уровня грунтовых вод рекомендуется оценивать относи-

тельно критического значения, различного для каждого типа почв.

Для экотоксикологической оценки почв целесообразно использовать

кратность превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) кон-

кретного загрязняющего вещества дифференцированно для веществ раз-

личного класса опасности. В связи с отсутствием для ряда загрязняющих

веществ утвержденных значений ПДК (например, для кадмия), рекоменду-

ется использовать отношение содержания загрязняющих веществ в жидкой

фазе почвы (почвенном растворе) к соответствующей величине ПДК для

природных вод.

За комплексный показатель загрязнения почвы принимают фитоток-

сичность – свойство загрязненной почвы подавлять прорастание семян,

рост и развитие высших растений (тестовый показатель).

Признаком биологической деградации почвы является снижение

жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, о котором можно судить

по уменьшению уровня активной микробной биомассы, а также по более

распространенному, но менее точному показателю – дыханию почвы.

112

Оценка экологического состояния почв на основании критериев и

параметров проводится с учетом площади проявления рассматриваемого

критерия, значимость которого определяется региональными особенно-

стями.

Кратность превышения предельно допустимых норм загрязняющих

веществ в почве прежде всего следует оценивать по подвижным формам

этих веществ.

Одним из показателей экологического состояния почв служит биоло-

гическая продуктивность ценозов, характеризующая потенциальное пло-

дородие. Для почв сельскохозяйственных территорий таким показателем

является средняя урожайность.

Экспертно рекомендуется принять для территории экологического

бедствия снижение урожайности более чем на 75 %, для территории чрез-

вычайной экологической ситуации на 50–75 % при соответствии всего

комплекса агротехнических и агрохимических мероприятий для данной

местности и культуры.

Дополнительным показателем, служащим индикатором степени за-

грязнения рассматриваемой территории (почвы, воздуха, поливных и грун-

товых вод), является доля продукции, не соответствующая требованиям

нормативно-технической документации на качество продукции (остаточ-

ное количество пестицидов, токсичных элементов, микотоксинов, нитрат-

ов, нитритов и др.) [88].

Оценка экологической ситуации на территории ОС осуществляется

путем последовательного анализа характеристик орошаемого массива и

сравнения их с нормативно-допустимыми, согласно приложению Б.

Превышение фактического значения коэффициента мелиоративной

нагруженности над допустимой свидетельствует о нарушении экосистемы

и является основанием для разработки и проведения превентивных меро-

приятий.

Поскольку организация орошаемых участков происходит с использо-

ванием мало-дебитных источников местного стока, то оценка его состояния

производится на проверку недопустимости превышения фактического объе-

ма водоотбора более чем на 5 % от его дебита в вегетационный период. Экс-

плуатационные объемы водозабора оросительной воды обосновываются гид-

рогеологическими расчетами при разработке проектов ОС. Нормативные

значения водозабора устанавливаются в процессе составления бассейновых

схем комплексного использования водных ресурсов, и, как правило, экологи-

чески допустимая нагрузка на источник орошения устанавливается на этом

113

этапе и утверждается как нормативная в процессе этапов рассмотрения и

утверждения проекта участка.

В соответствии с классификацией комплексных мелиораций, рас-

сматриваемая оценка технологий орошения по укрупненным показателям

позволяет производить их ранжирование по уровню экологичности. При

больших значениях качественных показателей технология орошения при-

нимается как адаптивная, кроме поливов, не требующих других агромели-

оративных операций, и обеспечивающая повышение продуктивности и по-

тенциального плодородия почв. При средних значениях качественных по-

казателей технология орошения переходит в ранг эколого-адаптивной, где

кроме поливов предусматривается проведение двух-трех операций, обес-

печивающих экологическую устойчивость орошаемого массива при повы-

шении продуктивности и потенциального плодородия почв. При низких

значениях показателей технология орошения переходит в ранг эколого-

мелиоративной, в которой на фоне поливов и агромелиоративных меро-

приятий применяются коренные мелиорации (дренаж, промывки и др.),

направленные на повышение экологической устойчивости агроландшафта

путем нивелирования негативных процессов.

Для правильной организации сбора и обработки многочисленных ком-

плексных данных, полученных мелиоративными и агротехническими служба-

ми, организация, обеспечивающая координацию и выполнение контроля,

должна быть оснащена современной аппаратурой для автоматической реги-

страции, программирования и расчета данных. Таким образом, возможно по-

лучение требуемой своевременной информации о происходящих изменениях

на орошаемых землях и принятие необходимых мер для предупреждения про-

цессов деградации почв. Кроме того, контролирующая организация должна

иметь и юридические права.

Обоснованность и правильность принятых элементов технологии

орошения определяется периодическим контролем эколого-

мелиоративного состояния орошаемых земель. Если отклонения значений

вышеперечисленных показателей выходят за проектные значения, произ-

водится корректировка элементов технологии орошения до уровня, обес-

печивающего стабилизацию и улучшение мелиоративного состояния оро-

шаемых массивов.

В качестве создания единого информационного поля о состоянии

всех мелиорированных земель, к которым относятся и локальные участки

орошения на местном стоке, Департаментом мелиорации осуществляется

функция исполнения Административного регламента Министерства сель-

114

ского хозяйства РФ по исполнению государственной функции по ведению

учета мелиорированных земель [87]. В приложении к Административному

регламенту [86] отображены показатели по оценке и учету мелиоративного

состояния сельскохозяйственных угодий и технического состояния ороси-

тельных систем. Сбор данных осуществляется по состоянию на первое ян-

варя, следующего за отчетным годом.

10 Мониторинг безопасности гидротехнических сооружений

Согласно Федеральному закону № 117-ФЗ «О безопасности гидро-

технических сооружений» [100], в статье 9 «Обязанности собственника

гидротехнического сооружения и эксплуатирующей организации» обязан-

ности обеспечивать контроль (мониторинг) за показателями состояния и

общей оценки безопасности ГТС возлагаются на собственника и (или) экс-

плуатирующую организацию.

Объектами мониторинга могут быть как сооружения (устройства) в

целом: дамбы (плотины), насосные станции, водоводы, противофильтра-

ционные экраны, нагорные канавы и руслоотводные каналы, водосбросные

колодцы, коллекторы, водопропускные (водосбросные) сооружения и ка-

налы и т. п., так и их составляющие части (конструктивные элементы).

Мониторинг осуществляется в целях анализа текущего состояния,

прогноза возможного развития неблагоприятной ситуации, а также подго-

товки рекомендаций по преодолению негативных тенденций и устранению

выявленных недостатков [101–103].

Цели и задачи мониторинга безопасности достигаются посредством

организации системы постоянных (непрерывных) визуальных и инстру-

ментальных наблюдений (в том числе автоматизированных, дистанцион-

ных), обеспечивающих получение качественной и достоверной информа-

ции в необходимых объемах.

В проектной документации мониторинга ГТС может определяться

следующий перечень объектов мониторинга [102]:

- сооружения (устройства), входящие в состав ГТС;

- системы сооружений (устройств), входящие в состав ГТС;

- основание ГТС;

- технологические процессы, происходящие на сооружениях и в систе-

мах;

- природно-климатические процессы, происходящие на участке рас-

положения ГТС;

115

- служба эксплуатации ГТС;

- документация по ГТС.

Рекомендуемый состав документации по ведению мониторинга без-

опасности ГТС включает [101]:

- проект мониторинга безопасности ГТС;

- инструкцию о порядке ведения мониторинга безопасности ГТС;

- аналитические сведения по результатам ведения мониторинга без-

опасности ГТС.

Примерное содержание типовой проектной документации монито-

ринга, согласно РД 09-255-99 [103], представлено ниже:

- введение;

- общая характеристика гидротехнических сооружений;

- состав, объем и функции системы мониторинга безопасности ГТС;

- сметная документация;

- приложения (чертежи).

В проекте мониторинга безопасности ГТС отражаются цели и задачи

мониторинга, объекты мониторинга, состав и объем наблюдений, методика

натурных наблюдений и обработки материалов (в том числе визуальных

наблюдений, геодезического контроля, наблюдения за влиянием на окру-

жающую среду, за их заполнением, сбросом), сроки начала и окончания

наблюдений, график наблюдений (выполненный в виде таблицы с указа-

нием наблюдаемых параметров, исполнителя, периодичности, предельно

допустимых значений), перечень КИА (КИП), квалификация и требования

к эксплуатационному персоналу, проектная, эксплуатационная и норма-

тивная документация, разрезы, схемы по сооружениям, формы журналов

наблюдений.

На основании анализа технического состояния ГТС [103] делается

вывод об их безопасности: надежное, удовлетворительное, аварийное.

Оформлять оценку безопасности ГТС рекомендовано в виде отчета,

содержащего:

- наименование работ;

- наименование объекта (ГТС);

- местоположение объекта;

- наименование эксплуатирующей организации и (или) собственника

объекта;

- дата, адрес и наименование организации, выполнившей оценку без-

опасности;

116

- цель оценки безопасности (по видам работ, при которых выполня-

ется оценка технического состояния и обеспечения безопасности эксплуа-

тации хранилища);

- общая характеристика и анализ состояния объекта;

- выводы (заключение) и в случае необходимости мероприятия по

обеспечению безопасности хранилища.

117

Заключение

Следует отметить, что объемы воды существующих прудов и водо-

хранилищ, а также незадействованные резервы местного стока представ-

ляют собой значительный потенциал для развития орошения.

По прогнозным оценкам, объем местного стока на территории РФ,

возможный к использованию для целей орошения, составляет около

10 млн м3, а потенциально возможные площади орошения при этом могут

достигать 3 млн га [5].

Для повышения эффективности использования местного стока необхо-

димо предусмотреть ряд мероприятий, направленных на упорядочение экс-

плуатации прудов и малых водохранилищ, а также приведение их в надле-

жащее техническое состояние. Эти мероприятия позволят дополнительно

обеспечить водными ресурсами для орошения сельскохозяйственных куль-

тур на площади порядка 1,75 млн га [28].

В условиях нарастающего дефицита водных ресурсов проблематика,

связанная с недостаточно эффективным использованием местного стока, яв-

ляется весьма актуальной. Использование резервов местного стока на основе

современных научных и технических достижений перспективно, а в засуш-

ливых районах страны это вообще единственно возможный источник, кото-

рый может быть использован при орошении земель сельскохозяйственного

назначения.

Только комплексный и всесторонний подход с учетом принципов бас-

сейнового регулирования стока позволит определить и использовать на прак-

тике наиболее эффективные производственные процессы, требующие

наименьших затрат времени и материальных ресурсов, при сохранении эко-

логически устойчивой и благоприятной среды обитания человека.

118

Список использованных источников

1 Трифонова, Н. В. Мелиорация: терминологический словарь /

Н. В. Трифонова, В. Н. Шкура. – Новочеркасск: НГМА, 2009. – 457 с.

2 Мелиоративная энциклопедия – М.: Росинформагротех, 2004. –

Т. 3 (П–Я). – 272 с.

3 Мелиоративная энциклопедия – М.: Росинформагротех, 2004. –

Т. 2 (К–П). – 444 с.

4 Васильев, С. М. Повышение устойчивости и эффективности ис-

пользования агроландшафтов аридной зоны в условиях постоянного и

циклического орошения / С. М. Васильев. – Ростов н/Д, 2006. – 364 с.

5 Шумаков, Б. Б. Гидромелиоративные основы лиманного ороше-

ния / Б. Б. Шумаков. – М.: Гидрометеоиздат, 1979. – 215 с.

6 Водный кодекс Российской Федерации: Федеральный закон от

3 июня 2006 г. № 74-ФЗ // Гарант Эксперт 2011 [Электронный ресурс]. –

НПП «Гарант-Сервис», 2011.

7 Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года:

постановление Правительства РФ от 27 августа 2009 г. № 1235-р // Гарант

Эксперт 2011 [Электронный ресурс]. – НПП «Гарант сервис», 2011.

8 О подготовке и заключении договора водопользования: постанов-

ление Правительства РФ от 12 марта 2008 г. № 165: по состоянию на

22 апреля 2009 г. // Гарант Эксперт 2011 [Электронный ресурс]. – НПП

«Гарант сервис», 2011.

9 О мелиорации земель: Федеральный закон от 10 января 1996 г.

№ 4-ФЗ: по состоянию на 30 декабря 2008 г. // Гарант Эксперт 2011

[Электронный ресурс]. – НПП «Гарант сервис», 2011.

10 О ставках платы за водопользование водными объектами, нахо-

дящимися в федеральной собственности: постановление Правительства

Рос. Федерации от 30 декабря 2006 г. № 876: по состоянии на 1 декабря

2007 г. // Гарант Эксперт 2011 [Электронный ресурс]. – НПП «Гарант сер-

вис», 2011.

11 ГОСТ 17.1.2.03-90. Охрана природы. Гидросфера. Критерии и по-

казатели качества воды для орошения. – Введ. 1991-01-07. – М.: Изд-во

стандартов, 2001.

12 Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: справочник / под ред.

Б. Б. Шумакова. – М.: Колос, 1999. – 432 с.

13 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения:

СНиП 11-02-96: введ. в действие с 11.01.96. – М.: ПНИИИС, 1997.

119

14 Инженерно-экологические изыскания для строительства:

СП 11-102-97: утв. Госстрой России 10.07.97: введ. в действие с 15.08.97. –

М.: ПНИИИС, 1997.

15 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строитель-

ства: СП 11-103-97: утв. Департаментом развития научно-технической по-

литики и проектно-изыскательских работ Госстроя России 10.07.97: введ. в

действие с 15.08.97. – М.: ПНИИИС, 1997.

16 Инженерно-геодезические изыскания для строительства:

СП 11-104-97: утв. Госстрой России, письмо 9-4/116: введ. в действие с

01.01.98. – М.: ПНИИИС, 1997.

17 Инженерно-геологические изыскания для строительства:

СП 11-105-97: утв. Департаментом развития научно-технической поли-

тики и проектно-изыскательских работ Госстроя России 14.10.97: введ. в

действие с 01.03.98. – М.: ПНИИИС, 1997.

18 Гидромелиоративные системы и сооружения. Почвенные изыска-

ния для мелиоративного строительства: ВСН 33-2.1.02-91: утв. приказом

Госконцерна «Водстрой» 10.10.90 г. № 28: введ. в действие с 01.04.91. –

М.: Водстрой, 1991.

19 Гидромелиоративные системы и сооружения. Гидрогеологические

и инженерно-геологические изыскания: ВСН 33-2.1.05-90: утв. приказом

Госконцерна «Водстрой» 10.10.90: введ. в действие с 01.04.91. – М.: Вод-

строй, 1990.

20 Гидромелиоративные системы и сооружения. Инженерно-

геодезические изыскания: ВСН 33-2.1.07-90. – М.: Водстрой, 1991.

21 Гидромелиоративные системы и сооружения. Инженерно-

гидрометеорологические изыскания: ВСН 33-2.1.10-90: утв. приказом Гос-

концерна «Водстрой» 05.11. 90. – М.: Водстрой, 1991.

22 Щедрин, В. Н. Выбор и оценка технологий орошения / В. Н. Щед-

рин, А. А. Бурдун, С. М. Васильев // Эколого-мелиоративные аспекты

научно-производственного обеспечения АПК. – М.: Современные тетради,

2005. – С. 450–456.

23 Гидромелиоративные системы нового поколения / Б. Б. Шумаков

[и др.]; под ред. Б. Б. Шумакова. – М.: ВНИИГиМ, 1997. – 110 с.

24 Тимченко, Н. С. Использование местных водных ресурсов для

орошения / Н. С. Тимченко. – М.: Россельхозиздат, 1979. – 152 с.

25 Использование земель лиманного орошения в современных усло-

виях: сб. науч. тр. / «ВНИИОЗ»; редкол.: И. П. Кружилин [и др.].– Волго-

град: ВНИИОЗ, 2000. – 152 с.

120

26 Туктаров, Б. И. Мелиорация естественных лиманов Заволжья /

Б. И. Туктаров, С. С. Ермилов, С. Н. Косолапов. – Саратов: Сарат. гос. агр.

ун-т им. Н. И. Вавилова, 2002. – 124 с.

27 Мелиоративные сооружения: СНиП 2.06.03-85: утв. постановле-

нием Государственного комитета СССР по делам строительства № 228

17.12.85: введ. в действие с 01.07.86. – М: Госстрой России, ЦПП, 1998.

28 Проблемы и перспективы использования водных ресурсов в аг-

ропромышленном комплексе России / В. Н. Щедрин [и др.]. – М.: ЦНТИ

«Мелиоводинформ», 2009. – 342 с.

29 Reinders, F.B. Micro-irrigation: world overview on technology and

utilization // Keynote address at the opening of the 7th International Micro-

Irrigation Congress in Kuala Lumpur. – Malaysia, 2006.

30 Дементьев, А. В. Капельное орошение томатов в условиях Волго-

Донского междуречья: дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.02 / Дементьев Алек-

сандр Васильевич. – Москва, 2004. – 164 с.

31 Зональные системы орошаемого земледелия в Краснодарском

крае: рекомендации / И. Т. Трубинина [и др.]; под ред. И. Т. Трубинина;

Кубанский СХИ. – Краснодар, 1986. – 258 с.

32 Щедрин, В. Н. Орошение сегодня: проблемы и перспективы /

В. Н. Щедрин. – М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2004. – 255 с.

33 Периодическое орошение сельскохозяйственных культур на до-

полнительных площадях в зоне оросительно-обводнительных систем /

Г. А. Гарюгин [и др.]. – Ставрополь, 1983. – 26 с.

34 Васильев, С. М. Рациональное использование поливной воды в

зоне неустойчивого увлажнения / С. М. Васильев // Эколого-

мелиоративные аспекты научно-производственного обеспечения АПК. –

М.: Современные тетради, 2005. – С. 291–293.

35 Васильев, С. М. Повышение устойчивости эффективности ис-

пользования агроландшафтов аридной зоны в условиях постоянного и

циклического орошения / С. М. Васильев // Изв. вузов. Сев.-Кав. Регион.

Техн. науки. – Ростов н/Д, 2006. – С. 215–221.

36 Кожанов, А. Л. Организация систем периодического орошения /

А. Л. Кожанов // Мелиорация и водное хозяйство. – 2008. – № 2. –

С. 44–45.

37 Орошение земель Ростовской области: монография / В. М. Во-

лошков [и др.]; под ред. В. М. Волошкова, В. В. Турулева. – Ростов н/Д:

Эверест, 2009. – 256 с.

121

38 Кожанов, А. Л. Организация периодического орошения на ороси-

тельных системах Ростовской области: автореф. дис. … канд. с.-х. наук:

06.01.02 / Кожанов Антон Леонидович. – Новочеркасск, 2009. – 23 с.

39 Технология периодического орошения сельскохозяйственных

культур: методические указания / В. Н. Щедрин [и др.]; под ред.

В. Н. Щедрина. – М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2010. – 29 с.

40 Мелиорация солонцовых почв в условиях орошения / Н. С. Ску-

ратов [и др.]. – Новочеркасск, 2005. – 180 c.

41 Шумаков, Б. Б. Технология гидроциклически-богарных ком-

плексных мелиораций / Б. Б. Шумаков, В. И. Бобченко // Научно-

технические достижения. – Т. 1: Технология мелиорации земель (спец. вы-

пуск). – М.: ЦБНТИ, 1989.

42 Щедрин, В. Н. Новая стратегия оросительных мелиораций – цик-

лическое орошение / В. Н. Щедрин, С. М. Васильев, Т. П. Андреева // Во-

просы мелиорации. – 2008. – № 3–4. – С. 7–20.

43 Айдаров, И. П. Регулирование водно-солевого и питательного ре-

жимов орошаемых земель / И. П. Айдаров. – М.: Агропромиздат, 1985. –

307 с.

44 Бобченко, В. И. Передвижные циклические мелиорации почв в

орошаемой зоне. Мелиорация земель в системе агропромышленного ком-

плекса / В. И. Бобченко. – М.: Агропромиздат, 1985. – 192 с.

45 Циклическое орошение – способ сохранения плодородия почв

Юга России / В. Н. Щедрин [и др.]; под ред. В. Н. Щедрина. – М.: ЦНТИ

«Мелиоводинформ», 2010. – 28 с.

46 Руководство по контролю и регулированию почвенного плодоро-

дия орошаемых земель при их использовании / Н. С. Скуратов [и др.]. –

Новочеркасск, 2000. – 85 с.

47 Безднина, С. Я. Оптимальные параметры мелиоративного режима

почв / С. Я. Безднина // Гидротехника и мелиорация. – 1986. – № 11. –

С. 58–63.

48 Кружилин, И. П. Влияние орошения на почвы и ландшафты

степей / И. П. Кружилин, М. А. Морозова // Почвоведение. – 1993. –

№ 11. – С. 112–119.

49 А.с. 1743481 СССР, МПК3 А 01 G 25/00. Способ мелиорации чер-

ноземов / В. Н. Щедрин, Н. П. Бредихин (СССР). – № 4885128/15; заявл.

09.08. 90; опубл. 30.06. 92, Бюл. № 24. – 11 с.

50 Пат. 2353088 Российская Федерация, МПК A01G25/00. Ороси-

тельная система с использованием прудов-накопителей / Щедрин В. Н.,

122

Васильев С. М., Швайко Г. Н., Кожанов А. Л.; заявитель и патентооблада-

тель Российский научно-исследовательский институт проблем мелиора-

ции. – № 2007124078/12; заявл. 26.06.07; опубл. 27.04.09, Бюл. № 12. – 4 с.

51 Рекомендации по структуре посевных площадей на орошаемых

землях в колхозах и совхозах Ставропольского края. – Ставрополь, 1988. –

12 с.

52 Интенсивные приемы возделывания полевых культур: рекомен-

дации / под ред. П. Д. Шевченко, Г. Т. Балакая; ДЗНИИСХ; РосНИИПМ. –

Рассвет, 2009. – 42 с.

53 Ландшафтное земледелие в условиях орошения Ростовской обла-

сти / ЮжНИИГиМ. – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2000. – 324 с.

54 Нарциссов, В. П. Научные основы систем земледелия / В. П.

Нарциссов. – М.: Колос, 1976. – 368 с.

55 Погосов, Э. К. Овощные севообороты интенсивного типа /

Э. К. Погосов // Плодоовощное хозяйство. – 1985. – № 7. – С. 19–21.

56 Маслов, А. Н. Эффективность энергосберегающей почвообработки

в орошаемом севообороте / А. Н. Маслов, П. Д. Шевченко, А. Д. Дробилко //

Орошаемое земледелие в агроландшафтах степей. – Волгоград, 1994. –

С. 54–65.

57 Пат. 2324331 Российская Федерация, МПК А 01 G 25/00. Способ

мелиорации орошаемых черноземов / Щедрин В. Н., Васильев С. М., Боро-

дычев В. В., Салдаев А. М. [и др.]; заявитель и патентообладатель Россий-

ский научно-исследовательский институт проблем мелиорации. –

№ 2006133800/12; заявл. 21.09.06; опубл. 20.05.08, Бюл. № 14. – 12 с.

58 Вальков, В. Ф. Почвы Юга России: классификация и диагностика

/В. Ф. Вальков, С. И. Колесников, К. Ш. Казеев. – Ростов н/Д: Изд-

во СКНЦ ВШ, 2002. – 168 с.

59 Энергосберегающая технология возделывания полевых культур

на орошаемых землях / под ред. Г. А. Сенчукова. – Новочеркасск, 1998. –

76 с.

60 Режим орошения сельскохозяйственных культур на юге европей-

ской части РСФСР: рекомендации. – Ростов н/Д: Кн. изд-во, 1986. – 64 с.

61 Орошение овощных культур в Молдове – важнейший элемент

технологий их возделывания / А. В. Гуманюк [и др.] // Тепличное и овощ-

ное хозяйство. – 2007. – № 10. – С. 12–13.

62 Разработать систему норм и нормативов использования водных

ресурсов с учетом достижений научно-технического прогресса: отчет о

НИР (заключ.): 1.14 / ЮжНИИГиМ; рук.: Сенчуков Г. А. – Новочеркасск,

123

1990. – 208 с. – Исполн.: Олейник А. М., Исаев Ю. С. –

№ ГР 01.99.00 04485. – Инв. № 02990003125.

63 Щелевание почвы – эффективный прием / В. Г. Лысанюк [и др.] //

Картофель и овощи. – 1990. – № 1. – С. 15–17.

64 Чешко, В. А. Новый многообощающий агротехнический прием:

науч. тр. Николаевской гос. с.-х. опытной станции за 1957–1967 годы /

В. А. Чешко. – Николаев, 1968. – С. 5–11.

65 Кулыгин, В. А. Влияние фрезерования почвы на условия вегета-

ции и урожайность картофеля при орошении [Электронный ресурс] /

В. А. Кулыгин // Научный журнал КубГАУ: политематический сетевой

электрон. журн. / Кубанский гос. аграрн. ун-т. – Электрон. журн. – Красно-

дар: КубГАУ, 2005. – № 13(05). – 3 с. – Режим доступа:

http:ej.kubagro.ru/2005/05/14/.

66 Чешко, В. А. Щелевание почвы / В. А. Чешко. – Одесса: Ма-

як, 1965. – 44 с.

67 Чеботарев, А. В., Эффективность агромелиоративных обработок

орошаемых земель / А. В.Чеботарев, А. А. Бурдун, Н. А. Иванова // Мели-

орация орошаемых земель и использование водных ресурсов. – Новочер-

касск, 1987. – С. 25–32.

68 Иванова, Н. А. Последействие приемов глубокого рыхления и

кротования на водно-физические свойства и урожайность сельскохозяй-

ственных культур / Н. А. Иванова, С. Ф. Шемет // Режимы орошения и

технологии программированного выращивания сельскохозяйственных

культур на Северном Кавказе. – Новочеркасск, 1989. – С. 73–78.

69 Докучаева, Л. М. Приемы повышения плодородия пойменных зе-

мель Дона / Л. М. Докучаева, Г. С. Кулинич, Н. С. Скуратов // Земледе-

лие. – 1983. – № 6. – С. 46–48.

70 Определение основных расчетных гидрологических характери-

стик: СП 33-101-2003: утв. постановлением Госстроя России 26.12.03

№ 218: введ. в действие с 01.01.04. – М.: ГП ЦПП, 2004.

71 Гидротехнические сооружения. Основные положения:

СНиП 33-01-2003: утв. Госстрой России 30.06.03: введ. в действие с

30.06.03. – М.: Госстрой России ЦПП, 2004.

72 Нагрузки и воздействия: СНиП 2.01.07-85*: утв. Госстрой России

30.06.85: введ. в действие с 30.06.85. – М.: Госстрой России ЦПП, 2005.

73 Основания гидротехнических сооружений: СНиП 2.02.02-85*:

утв. постановлением Госстроя СССР № 219 12.01.85: введ. в действие с

01.01.87. – М.: Госстрой России ЦПП, 2004.

124

74 Плотины из грунтовых материалов: СНиП 2.06.05-84*: утв. Глав-

технормированием Госстроя СССР № 169 28.09.84: введ. в действие с

01.07.85. – М.: Госстрой СССР ЦИТП, 1991.

75 Плотины бетонные и железобетонные: СНиП 2.06.06-85: утв. по-

становлением Государственного комитета СССР по делам строительства

№ 10828.06.85: введ. в действие с 01.07.86. – М.: Госстрой СССР ЦИТП,

1986.

76 Типовая инструкция по эксплуатации водохранилищ для нужд

орошения емкостью до 10 млн м3: ВСН 33-3.02.01-84: утв. М-вом мелиора-

ции и водного хозяйства СССР № 145 16.04.84: введ. в действие

с 01.07.84. – М.: ММиВХ, 1982.

77 Провести исследования и разработать рекомендации по рекон-

струкции внутрихозяйственной оросительной сети с использованием мо-

бильного оросительного оборудования: отчет о НИР (заключ.):

ФГНУ «РосНИИПМ»; рук. Сенчуков Г. А. – Новочеркасск, 2007. – 96 с. –

Исполн.: Штанько А. С., Олейник Р. А., Болотова Н. Ю. –

№ ГР 01200801030. – Инв. № 02200800210.

78 Штанько, А. С. Обоснование параметров технологии проведения

поливов ДМ ДКДФ-1М // Мелиорация и водное хозяйство. – 2007. – № 4. –

С. 41–42.

79 Олейник, Р. А. Сравнительный анализ тупиковой и кольцевой

схем расположения трубопроводной оросительной сети / Р. А. Олейник //

Мелиорация и водное хозяйство. – 2006. – № 6. – С. 32–33.

80 Пат. 2401804 Российская Федерация, МПК С02F 1/28. Способ

очистки дренажного стока и устройство для его осуществления / Щед-

рин В. Н., Васильев С. М., Пацера А. А., Митяева Л. А., Кропина Е. А.; за-

явитель и патентообладатель Российский научно-исследовательский ин-

ститут проблем мелиорации. – № 2009116667/05; заявл. 30.04.09; опубл.

20.10.10, Бюл. № 29. – 8 с.

81 Пат. 2467561 Российская Федерация, МПК A01G25/00. Ороси-

тельная система с использованием местного стока / Щедрин В. Н., Василь-

ев С. М., Гостищев В. Д., Снипич Ю. Ф., Акопян А. В., Кузьмичев А. А.;

заявитель и патентообладатель Российский научно-исследовательский ин-

ститут проблем мелиорации. – № 2011101196/13; заявл. 20.07.12; опубл.

27.11.12, Бюл. № 33. – 9 с.

82 Беляева, Т. В. Совершенствование некоторых способов полива в

США: обзорная информация / Т. В. Беляева. – М.: ВНИИТЭИСХ, 1975. –

69 с.

125

83 Руководство по проектированию и строительству и эксплуатации

систем капельного орошения: ВТР-11-28-80. – М., 1981. – 177 с.

84 Ясониди, О. Е. Капельное орошение на Северном Кавказе /

О. Е. Ясониди. – Ростов н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 1987. – 80 с.

85 Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия:

ГОСТ 18599-2001 Группа Л26: утв. Межгосударственным Советом по

стандартизации, метрологии и сертификации протокол № 20 01.11.01:

введ. в действие с 01.01.03. – М.: Изд-во стандартов, 2002.

86 Об утверждении Административного регламента Министерства

сельского хозяйства Российской Федерации по исполнению государствен-

ной функции по ведению учета мелиорированных земель: приказ Мин-

сельхоза России от 27 января 2009 г. № 33 // Гарант Эксперт 2011 [Элек-

тронный ресурс]. – НПП «Гарант сервис», 2011.

87 Критерии оценки экологической обстановки территорий для вы-

явления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического

бедствия: утв. Минприроды РФ 30.11.92 // Гарант Эксперт 2011 [Элек-

тронный ресурс]. – НПП «Гарант сервис», 2011.

88 Методические указания по проведению комплексного мониторин-

га плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения / В. Г. Сы-

чев [и др.]; под ред. Л.М. Державина. – М.: Росинформагротех, 2003. –

24 с.

89 Руководство по контролю и регулированию почвенного плодоро-

дия орошаемых земель при их использовании / Н. С. Скуратов [и др.]; под

ред. Н. С. Скуратова. – Новочеркасск, 2000. – 85 с.

90 Кирейчева, Л. В. Методические указания по оценке экологиче-

ской и мелиоративной ситуации на орошаемых землях / П. В. Кирейчева,

И. Ф. Юрченко, В. М. Яшин. – М.: ВНИИГиМ, 1994. – 56 с.

91 Кирейчева, Л. В. Оценка направленности природных процессов

при мелиорировании земель / Л. В. Кирейчева, И. Ф. Юрченко,

В. М. Яшин // Совершенствование и реконструкция мелиоративных си-

стем: сб. науч. тр. / ВНИИГиМ. – М., 1990. – Т. 78. – С. 23–29.

92 Кац, Д. М. Методические рекомендации по контролю за мелиора-

тивным состоянием орошаемых земель / Д. М. Кац, Н. И. Парфенова. –

М.: ВНИИГиМ, 1978. – 43 с.

93 Рекомендации по оценке качества воды для орошения сельскохо-

зяйственных культур / ВНИИГиМ. – М., 1983.

94 Качинский, Н. А. Физика почвы / Н. А. Качинский. – М.: Высшая

школа, 1965. – 323 с.

126

95 Агрохимические методы исследования почв. – М.: Наука, 1975. –

656 с.

96 Практикум по почвоведению: учеб. пособие для вузов / Н. П. Па-

нов [и др.]; под ред. И. С. Кауричева. – М.: Аргопромиздат, 1986. – 335 с.

97 Аринушкина, Е. В. Руководство по химическому анализу почв /

Е. В. Аринушкина. – М.: МГУ, 1970. – 487 с.

98 Тюрин, И. В. Органическое вещество почв и его роль в плодоро-

дии. – М.: Наука, 1965. – 317 с.

99 Кирейчева, Л. В. Восстановление природно-ресурсного потенциа-

ла агроландшафтов комплексными мелиорациями / Л. В. Кирейчева // Ме-

лиорация и водное хозяйство. – 2004. – № 5. – С. 32–35.

100 О безопасности гидротехнических сооружений: Федеральный

закон от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ // Гарант Эксперт 2011 [Электронный

ресурс]. – НПП «Гарант-Сервис», 2011.

101 Инструкция о порядке ведения мониторинга безопасности гид-

ротехнических сооружений предприятий, организаций, подконтрольных

органам Госгортехнадзора России: утв. постановлением Госгортехнадзора

Российской Федерации № 2 12.01.98. – М.: Изд-во стандартов, 2002.

102 Методические рекомендации по составлению проекта монито-

ринга безопасности гидротехнических сооружений на поднадзорных Гос-

гортехнадзору РФ производствах, объектах и в организациях: РД 03-417-0:

утв. постановлением Госгортехнадзора Рос. Федерации № 27 04.07.01:

введ. в действие с 13.07.02. – М.: Изд-во стандартов, 2002.

103 Методические рекомендации по оценке технического состояния

и безопасности хранилищ производственных отходов и стоков предприя-

тий химического комплекса: РД 09-255-99: утв. постановлением Госгор-

технадзора Рос. Федерации № 1 06.01.99: введ. в действие с 13.07.01. –

М.: Изд-во стандартов, 2002.

127

Приложение А

Почвенно-мелиоративная классификация оросительных вод

Таблица А.1 – Почвенно-мелиоративная классификация оросительных

вод

Класс

воды

Минерализация воды для оро-

шения почв, г/л

Концентрация ионов в оросительной воде при

оценке опасности развития процессов, мг/экв.

с тяже-

лым ме-

ханиче-

ским со-

ставом и

имеющих

ППК > 30

со сред-

ним меха-

ническим

составом и

имеющих

ППК

15–30

с легким

механи-

ческим

составом

и имею-

щих

ППК > 15

хлорид-

ного за-

соления

С1-

натрие-

вого

осолон-

цевания

Na+/Ca2+

магниево-

го осолон-

цевания

Mg2+/Ca2+

содообразования

[(СО32- + НСО3

-)

-(Са2++Мg2+)]

I 0,2–0,5 0,2–0,6 0,2–0,7 < 2 < 0,5 < 1 < 1

II 0,5–0,8 0,6–1 0,7–1,2 2–4 0,5–1 1–1,5 1–1,25

III 0,8–1,2 1–1,5 1,2–2 4–10 1–2 1,5–2,5 1,25–2,5

IV > 1,2 > 1,5 > 2 > 10 > 2 > 2,5 > 2,5

Характеристика оросительных вод по классам [11]:

1 Оросительная вода не оказывает неблагоприятного влияния на

плодородие почв, урожайность и качество сельскохозяйственной продук-

ции, поверхностные и подземные воды. Состав сельскохозяйственных

культур не ограничен.

2 Оросительная вода не оказывает неблагоприятного влияния на ка-

чество сельскохозяйственной продукции, поверхностные и подземные во-

ды. При недостаточной дренированности возможно засоление почв, сни-

жение (до 5–10 %) урожайности культур слабой солеустойчивости. Для

удаления солей, превышающих допустимое содержание в почве, требуется

умеренный промывной режим орошения при обеспеченной дренированно-

сти, специальный комплекс мелиоративных мероприятий.

3 Оросительная вода неблагоприятно влияет на плодородие почв и

урожайность сельскохозяйственных культур, снижение (до 10–25 %) уро-

жайности культур слабой и средней солеустойчивости. Без предваритель-

ной мелиорации воды и почв неизбежно развитие процессов засоления,

натриевого и магниевого осолонцевания и содообразования почв. Необхо-

димо регулирование рН оросительной воды, обогащение кальцием. Требу-

ется промывной режим орошения при обеспеченной дренированности, ин-

тенсивность которого должна быть увязана со свойствами и составом почв.

128

Состав сельскохозяйственных культур ограничен и необходим специаль-

ный комплекс мелиоративных мероприятий.

4 Оросительная вода неблагоприятно влияет на плодородие почв,

урожайность и качество сельскохозяйственной продукции, снижается уро-

жайность (до 25–50 %) культур слабой и средней солеустойчивости. Тре-

буется мелиорация почв и воды. Вода непригодна без предварительного

изменения ее качественного состава или без проведения специальных ис-

следований влияния ее на качество сельскохозяйственной продукции, пло-

дородие почв и другие природные факторы.

129

Приложение Б

Основные условия, определяющие выбор поливной техники в зависимости от

природохозяйственных факторов

Поливная техника

Природохозяйственный фактор

Климатиче

ский

Почвенный Геоморфологиче

ский

Гидрогеологиче

ский

Биологический Водохозяйственный

Деф

иц

ит

исп

аряем

ост

и,

тыс.

м3/г

а

Скорост

ь в

етра,

м/с

Скорост

ь в

пи

тыван

ия з

а п

ервы

й

час

, м

/ч

Глуб

ин

а п

очвен

ной

толщ

и, м

Оп

тим

альн

ые

уклон

ы

Усл

овн

ый

об

ъем

план

ирово

ч-

ны

х р

абот,

оп

ред

еляем

ый

слож

ност

ью

рел

ьеф

а, м

3/г

а

Доп

уст

им

ая г

луб

ин

а за

лег

ани

я

прес

ны

х (

чи

сли

тель)

и с

олен

ых

(зн

амен

ател

ь)

гру

нто

вы

х в

од

, м

До

пуст

им

ая м

ин

ерал

иза

ци

я

грун

товы

х в

од

, г/

л

Пред

ельн

ая в

ысо

та н

адзе

мн

ой

час

ти р

асте

ни

й, м

Поли

вн

ая н

орм

а, м

м

Об

есп

ечен

ност

ь в

од

ой

(отн

о-

шен

ие

стока

вод

ои

сточ

ни

ка

за

вег

етац

ию

к т

реб

уем

ой

вод

оп

о-

дач

е)

Орд

ин

ата

гид

ром

од

уля, л/(

с·га

)

Уд

ельн

ая п

лощ

адь п

оли

вае

мы

х

зем

ель н

а од

ного

раб

очег

о, га

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Поверхностное орошение

Передвижные колес-

ные трубопроводы

(борозды, полосы) 5–10

Не

влияет

До

10

0,5–

1,5 0,001–0,3 0–500 3/5 До 3–5 – 60–120 2–10 0,7–1 До 5

Поливные шланговые

машины (борозды) 5–10 То же До 5

0,5–

1,5

0,002–

0,006 0–200 3/5 До 3–5 – 60–120 2–10 0,7–1 До 5

130

Продолжение приложения Б

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Поливные передвиж-

ные агрегаты (поло-

сы, чеки) 5–10 » До 10 0,8–1,5 0–0,002 0–500 3/5 До 3–5 – 60–140 2–10 0,7–1 До 10

Автоматическое

шланговое устрой-

ство (борозды) 5–10 » До 15 1 0–0,2 0–300 3/5 До 3–5 – 60–100 1–10 0,6–1 До 10

Поливные двухкон-

сольные машины с

забором воды из ка-

налов (борозды, по-

лосы) 5–6 До 6 5–15 0,5–1 0,001–0,002 0–300 3/5 До 3–5 2 40–100 2–10 0,5–1 До 5

Закрытые перфориро-

ванные трубопроводы

(борозды) 5–10

Не вли-

яет До 5 0,8–1,5 0,002–0,01 0–200 3/5 До 3–5 – 60–120 1–10 0,7–1 До 20

Стационарная авто-

матизированная си-

стема с надземной

распределительной

сетью (борозды, по-

лосы) 5–10 То же До 5 0,8–1,5 0,004–0,03 0–700 3/5 До 3–5 – 60–120 1–10 0,7–1 До 20

Орошение дождеванием

Дождеватели полу-

стационарные (типа

ДП-26) 1–3 0–5 15–30 0,5 0,01–0,05 0–300 1,5/3 1,5–3 4 20–60 1...10 0,2–0,6 До 2

131

Продолжение приложения Б

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Двухконсольные

дождевальные агре-

гаты с забором воды

из открытой ороси-

тельной сети (типа

ДДА-100МА) 1–5 До 6 10–30 0,5–1,5 0,001–0,002 0–300 1,5/3 1,5–3 2 20–60 2–10 0,2–0,8 До 5

Широкозахватные

дождевальные ма-

шины типа «Вол-

жанка» 2–5 До 5 5–30 0,5 0–0,02 0–300 1,5/3 1,5–3 1,1 20–60 1–10 0,2–0,7 До 15

Широкозахватные

дождевальные ма-

шины, работающие

по кругу (типа

«Фрегат», «Кубань-

ЛК») 2–5 До 8 5–30 0,5 0–0,03 0–500 1,5/3 1,5–3 2,5 20–80 1–10 0,4–0,9 До 20

Электрифицирован-

ная многоопорная

дождевальная ма-

шина фронтального

действия (типа «Ку-

бань») 3–6 До 8 5–30 0,5 0,0001–0,01 0–500 1,5/3 1,5–3 4 50–70 1–10 0,7–0,9 До 20

132

Продолжение приложения Б

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Дальнеструйные

дождевальные ма-

шины с забором во-

ды из трубопрово-

дов или шлангов

(типа ДДН-70) 1–2,5 До 2,5 10–30 0,5 0,01–0,06 0–200 1,5/3 1,5–3 4 20–60 2–10 0,2–0,8 До 10

Дождевальные

шлейфы

(типа ШД-25-300) 2–5 До 4 10–30 0,5 0,07 0–500 1,5/3 1,5–3 4 20–60 1–10 0,5–0,8 До 10

Стационарные авто-

матизированные

дождевальные си-

стемы 2–5 До 4 10–30 0,3 0,015–0,05 – 1,5/3 1,5–3 5 20–60 1–10 0,2–0,7 До 10

Стационарные си-

стемы импульсного

дождевания 2–5 До 5 До 30 0,3 0,0,5 – 1,5/3 1,5–3 4 1–60 1–10 0,6–0,9 До 10

Системы аэрозоль-

ного увлажнения 2–5 До 6 1–30 0,3 0,003 0–300 1,5/3 1,5–3 2 0,4–0,6 0,8–10 0,5–0,9 До 5

Внутрипочвенное орошение

Стационарные си-

стемы внутрипоч-

венного орошения 2–10 – 10–30 1–1,5 0,002–0,015 0–200 1,5/3 1 4 20–60 0,8–10 0,5–1 До 5

Стационарные си-

стемы капельного

орошения 5–10 – 5–20 1–1,5 0–0,003 – 1,5/3 1 5 2–8 0,8–10 0,5–1 До 10

133

Продолжение приложения Б

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Подкроновое дож-

девание 2–5 0–5 До 30 0,3 0–0,5 – 1,5/3 1,5–3 4 2–60 1–10 0,6–0,9 До 10

Низконапорная си-

стема капельно-

струйчатого полива 2–5 0–5 0–30 0,3 0,05–0,2 0–500 1,5/3 1,5–3 4 2–60 0,8–10 0,5–1 8–15

Комбинированное орошение

Двухконсольные

дождевально-

поливные машины,

работающие в дви-

жении и позиционно

с забором воды из

каналов 4–10 До 6 1–20 0,8 0,004 0–300 1,5/3 1 2 2–120 2–10 0,7–1 До 5

Лиманное орошение

Системы лиманного

орошения 3–6 – 1–5 1–1,5 0–0,002 – 1,5/3 3 – 30–40 1–10 0,5–0,7 До 30

134

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Предельно-допустимые и оптимальные параметры орошаемых почв

в слое 0–40 см [41]

Показатель

Черноземы обыкновенные

предкавказские, ороша-

емые пресной водой

североприазовские, оро-

шаемые слабоминерали-

зованной водой

опти-

мальные

парамет-

ры

предельно

допусти-

мые пара-

метры

оптималь-

ные пара-

метры

предельно

допусти-

мые пара-

метры

1 2 3 4 5

Агрофизические:

- плотность, т/м3;

- водопрочность,% ;

- водопроницаемость, мм/мин

< 1,15

> 40

> 1,0

1,15–1,25

30–40

0,8–1,0

1,20–1,25

> 30–40

> 0,8

< 1,20

20–30

0,6–0,8

Физико-химические токсич-

ные соли,(%):

- с участием соды;

- без соды

< 0,10

< 0,05

0,10–0,15

0,05–0,12

< 0,15

< 0,10

0,15–0,25

0,10–0,25

Токсичная щелочность,

мг-экв/100 г

< 0,7

0,7–1,0

< 1,0

1,0–1,2

Почвенно-поглощающий ком-

плекс,(%)

- кальций;

- магний;

- натрий

> 85

< 15

< 1

85–80

15–20

1–3

> 80

< 20

< 3

80–75

20–25

3–5

Агрохимические:

гумус, %

Сг.к : Сф.к

Подвижный фосфор, мг/100 г

Обменный калий, мг/100 г

> 4,4

> 2,0

> 4,5

> 50

3,8–4,0

2,0–1,7

3,8–4,5

50–35

> 4,2

2,0–1,5

> 4,5

> 45

3,6–3,8

1,5–1,0

3,1–4,5

45–40

Урожайность, т/га:

- озимая пшеница;

- ячмень;

- люцерна на сено;

- кукуруза на зерно

> 4,5

> 4,2

> 13,0

> 9,5

4,5–4,1

4,2–4,0

13,0–12,0

9,5–9,0

> 4,2

> 3,9

> 11,0

> 10,0

4,8–3,8

3,9–3,4

11,0–9,5

10,0–9,0

135

Продолжение приложения В

1 2 3 4 5

Агрофизические:

- плотность, т/м3;

- водопрочность,% ;

- водопроницаемость, мм/мин

< 1,2

> 40

> 0,8

1,20–1,25

30–40

0,8–1,0

< 1,25

> 30

> 0,6

1,25–1,30

20–30

0,6–0,4

Физико–химические токсич-

ные соли,(%):

- с участием соды;

- без соды

< 0,10

< 0,05

0,10–0,15

0,05–0,12

< 0,15

< 0,10

0,15–0,25

0,10–0,25

Токсичная щелочность,

мг-экв/100 г

< 0,7

0,7–1,0

< 1,0

1,0–1,2

Почвенно-поглощающий ком-

плекс,(%)

- кальций;

- магний;

- натрий

> 80

< 20

< 3

80–75

20–15

3–5

> 75

< 25

< 5

70–75

20–25

5–7

Агрохимические:

гумус, %

Сг.к:Сф.к

Подвижный фосфор, мг/100 г

Обменный калий, мг/100 г

> 3,4

> 1,5

> 4,5

> 4,5

3,4–3,0

1,5–1,0

3,8–4,5

45–40

> 2,5

> 1,0

> 3,5

> 40

2,5–2,0

1,0–0,8

3,5–3,0

40–35

Урожайность, т/га:

- озимая пшеница;

- ячмень;

- кормосмеси (кукуруза + под-

солнечник + сорго)

> 3,8

> 3,0

> 45

3,8–2,7

3,0–2,0

45–30

> 3,5

> 2,5

> 35

3,5–2,9

2,5–2,0

35–30

Агрофизические:

- плотность, т/м3;

- водопрочность,% ;

- водопроницаемость, м/мин

< 1,25

> 40

> 0,8

1,25–1,30

30–40

0,6–0,8

< 1,3

> 30

> 0,6

1,3–1,35

20–30

0,6–0,4

Физико-химические токсич-

ные соли, (%):

- с участием соды;

- без соды

< 0,10

< 0,005

0,10–0,15

0,005–0,15

< 0,15

< 0,10

0,15–0,25

0,10–0,25

Токсичная щелочность,

мг-экв/100 г

< 0,7

0,7–1,0

< 1,0

1,0–1,2

Почвенно-поглощающий ком-

плекс,(%)

- кальций;

- магний;

- натрий

> 80

< 20

< 3

80–75

20–15

3–5

> 75

< 25

< 5

70–75

20–25

5–7

136

Продолжение приложения В

1 2 3 4 5

Агрохимические:

гумус, %

Сг.к:Сф.к

Подвижный фосфор, мг/100 г

Обменный калий, мг/100 г

> 2,5

> 1,5

> 4,0

> 40

2,5–2,2

1,5–1,0

4,0–3,6

40–35

> 2,2

> 1,0

> 3,5

> 35

2,2–2,0

1,0–0,8

3,5–3,0

35–30

Урожайность, т\га:

- кукуруза на зеленую массу;

- люцерна на зеленую массу;

- кормосмесь

> 40

> 50

> 58

40–30

50–45

58–50

> 35

> 45

> 52

35–25

45–40

52–46

Приложение Г

Градация культурных растений по группам солеустойчивости

Группа Признак

Культуры

технические кормовые овощные и бахчевые плодовые и

ягодные

1 2 3 4 5 6

I

Очень сильно-

устойчивые,

С100 ≤ 3,5 г/л

Ячмень короткоостистый,

свекла сахарная, ломкоко-

лосник ситниковый,

сафлор, овес, рожь, пшени-

ца

Пырей русский, пырей гре-

бенчатый, трава бермудская,

свекла кормовая, ячмень на

сено

Спаржа

–

II

Сильноустойчи-

вые, С100 ≤ 2,5 г/л

Сорго, пшеница обык-

новенная, пшеница твердая,

рапс, ячмень Богдана, яч-

мень яровой, хлопчатник,

соя, джугара, кунжут

Житняк, ячмень на фураж,

овсянница высокая, пырей

сибирский, овес на сено,

пшеница на сено, кострец

колючий, донник белый, лю-

церна сорта Оранжевая 115,

волоснец

Тыква, баклажаны, свекла

столовая, арбуз

–

III

Среднеустойчи-

вые, С100 ≤ 1,3 г/л

Рис посевной, сахарный

тростник, пшеница сорта

Саратовская 29

Вика посевная, кукуруза на

силос, суданская трава, сес-

бания, просо кормовое,

райграс

Патиссон, брюссельская

капуста, томат, шпинат,

огурец, репа –

137

Продолжение приложения Г

1 2 3 4 5 6

IV

Слабоустойчивые,

С100 ≤ 0,8 г/л

Фасоль обыкновенная, го-

рох посевной, бобы, лен

культурный, подсолнечник,

кукуруза, гречиха, люпин

желтый

Клевер гибридный, ползу-

чий, лисохвост луговой, ежа

сборная, бобы кормовые,

люцерна посевная, тимофе-

евка луговая

Картофель, перец, горох,

редис, чеснок, тыква, тур-

непс, дыня, лук репчатый,

морковь столовая, фасоль

обыкновенная, капуста

белокочанная, капуста

цветная, салат-латук,

редька, сельдерей

Персик, инжир,

груша, вишня,

слива, яблоки,

виноград, гра-

нат, чернослив,

миндаль, апель-

син, сладкий

грейпфрут, аб-

рикосы, грецкий

орех, клубника,

малина, сморо-

дина, крыжов-

ник, ежевика

Примечание – С100 – минерализация оросительной воды, при которой потенциал урожайности сельскохозяйственных куль-

тур составляет 100 %.

138

139

Приложение Д

План размещения циклически орошаемых полей севооборота

на оросительной системе

На рисунке Д.1 показана схема восьмипольного севооборота и схема

полустационарной оросительной системы; на рисунке Д.2 – более подроб-

ные устройства закрытой оросительной сети с дождевальной техникой (ба-

рабанные шланговые установки) «внутри» поля севооборота; на рисунке

Д.3 – устройство открытой оросительной сети поля севооборота и дожде-

вальный агрегат ДДА-100МА; на рисунке Д.4–Д.8 – различные варианты

орошения 20–50 % полей восьмипольного севооборота за период его рота-

ции; на рисунке Д.9–Д.10 – полустационарные оросительные системы де-

вятипольного севооборота при различных процентах орошаемых полей; на

рисунке Д.11 (а–в) – схемы укрупненных полустационарных оросительных

систем для двух совместных восьмипольных севооборотов (при закрытой и

открытой оросительных сетях) и двух совмещенных девятипольных сево-

оборотов при закрытой оросительной сети).

Рисунок Д.1 – Схема восьмипольного севооборота

140

Рисунок Д.2 – Устройства закрытой оросительной сети

с дождевальной техникой

Рисунок Д.3 – Устройство открытой оросительной сети

поля севооборота и дождевальный агрегат ДДА-100МА

141

Рисунок Д.4 – Варианты орошения 20–50 % полей восьмипольного

севооборота за период его ротации

Рисунок Д.5 – Варианты орошения 20–50 % полей восьмипольного

севооборота за период его ротации

142

Рисунок Д.6 – Варианты орошения 20–50 % полей восьмипольного

севооборота

Рисунок Д.7 – Варианты орошения 20–50 % полей восьмипольного

севооборота за период его ротации

143

Рисунок Д.8 – Варианты орошения 20–50 % полей восьмипольного

севооборота за период его ротации

Рисунок Д.9 – Полустационарные оросительные системы

девятипольного севооборота при различных процентах

орошаемых полей

144

Рисунок Д.10 – Полустационарные оросительные системы

девятипольного севооборота при различных процентах

орошаемых полей

а)

б)

в)

Рисунок Д.11 – Схемы укрупненных полустационарных оросительных

систем для двух совместных восьмипольных севооборотов

145

Восьмипольный севооборот (рисунок Д.12) и его полустационарная

оросительная сеть имеют участок прямоугольной формы, ограниченный

сторонами 1. Внутри севооборот разбит на прямоугольные участки А, Б, В,

Г, Д, Е, Ж с границами полей 2. От насосной станции 3 по продольной оси

севооборота проложен магистральный трубопровод 4, к которому при по-

мощи гидрантов 5 подсоединяются расположенные посередине каждого

поля севооборота распределительные трубопроводы 6. К этим трубопрово-

дам подключается принятая оросительная техника. Каждый распредели-

тельный трубопровод может быть перемещен (даже без разборки методом

буксирования в направлении своей продольной оси) на вторую позицию 7,

обозначенную пунктиром.

Конструкция оросительной системы включает распределительные

каналы 1 и 2, в головной части соединенные регуляторами расхода 3

с межхозяйственным транзитным каналом 4 и пруды-накопители 5–8, по-

ливные каналы 9–20, расположенные на местности горизонтально с взаим-

ным удалением, равным ширине захвата фронтально перемещаемой дож-

девальной машины.

Поливные каналы 9 и 11, 10 и 12, 13 и 15, 14 и 16, 17 и 18, 19 и 20 со-

единены в концевой части сбросными каналами 21–24. Поливные каналы

10 и 17 сбрасывают воду через сбросной канал 21, а каналы 14 и 19 через

сбросной канал 22, что уменьшает протяженность открытой оросительной

сети.

В каждой паре каналов 9 и 11, 10 и 12, 13 и 15, 14 и 16 вышераспо-

ложенные каналы 9, 10, 13, 14 снабжены в концевой части подпорно-

регулирующими сооружениями 25, а нижерасположенные каналы 11, 12,

15, 16 выполнены с уклоном к распределительному каналу 1 и также име-

ют в концевой части подпорно-регулирующие сооружения 25.

Оросительная система работает следующим образом. Вода из межх-

озяйственного транзитного канала 4 попадает в распределительные каналы

1 и 2 при открытом положении регуляторов расхода 3.

По распределительным каналам 1 и 2 вода, предназначенная для по-

лива, заполняет пруды-накопители 5 и 6, соответственно, где приобретает

необходимые для полива характеристики. После чего из пруда-накопителя

5 вода подается в поливные каналы 9 и 10, а из пруда-накопителя 6 в по-

ливной канал 17.

Рисунок Д.12 – План размещения циклически орошаемых полей севооборота на предлагаемой конструкции

оросительной системы

146

147

При этом расположенные на концах поливных каналов 9 и 17 подпор-

но-регулирующие сооружения 25 находятся в закрытом положении, проис-

ходит наполнение поливных каналов водой и осуществляется полив сельско-

хозяйственных растений дождевальными машинами. Поливной канал 10 при

открытом положении подпорно-регулирующего сооружения 25 осуществляет

транзитный пропуск воды далее в сбросной канал 22, из которого вода попа-

дает в нижерасположенный поливной канал 12, происходит его заполнение

водой при закрытом положении подпорно-регулирующего сооружения 25, и

осуществляется полив сельскохозяйственных растений. Для орошения ниже-

расположенных полей производится транзитный пропуск воды и заполнение

прудов-накопителей 7 и 8. На орошаемом массиве поле А поливается дожде-

вальной машиной (типа ДДА-100 ВХ, «Кубань», «Днепр» и др.), забирающей

воду при движении из поливного канала 9. Поле Д обслуживается поливным

каналом 12, поле В пользуется водой из поливного канала 17. Таким образом,

при проходе дождевальной машины поливается участок, с двух сторон при-

мыкающий к поливному каналу. Для данной конструкции оросительной си-

стемы можно предложить севооборот с чередованием влаголюбивых и засу-

хоустойчивых сельскохозяйственных культур.